Der wirtschaftliche Einsatz des 3D-Metalldrucks scheitert oft an der mangelnden Erfahrung mit dieser innovativen Technik. Deshalb stehen wir Ihnen nicht nur bei der reinen Auftragsfertigung zur Seite, sondern bieten Ihnen auch umfassende Unterstützung darüber hinaus.
Wir beraten Sie gerne zu Ihrem konkreten Werkstück im Hinblick auf Umsetzbarkeit und geben Hinweise auf Potentiale zur Optimierung aus Fertigungsperspektive.
Unser Praxis-Training kombiniert unsere langjährige Fertigungserfahrung mit dem Fachwissen eines erfahrenen CAD-Trainers und ermöglicht Ihnen einen systematischen Einstieg in die additive Fertigung von Metall-Bauteilen.
Unser Blog vermittelt einzelne Aspekte der additiven Fertigung in kurzen Artikeln anhand einfacher und prägnanter Beispiele.
Welche Begriffe werden in der additiven Fertigung von Metallen quasi synonym verwendet?
SLM (selective laser melting), DMLS (direct metal laser sintering), Lasercusing, LMF (laser metal fusion) und PBF-LB (powder bed fusion - laser beam) . Wir orientieren uns an der DIN EN ISO / ASTM 52900 und verwenden pbf-lb oder powder bed fusion.
Was ist der Unterschied beim Fertigteil aus Metall zwischen Guß und additiver Fertigung?
Der Guß aber insbesondere der Feinguß ist das Verfahren, das vom Ergebnis der additiven Fertigung am nächsten kommt.
- Die Oberflächenqualität ist bei einem hochwertigen Feinguß potentiell besser.
- Der Guß ist besser skalierbar, d.h. auch größere Mengen lassen sich damit wirtschaftlich herstellen.
- Mit der additiven Fertigung lassen sich filigranere Strukturen und Bohrungen herstellen.
- Mit der additiven Fertigung lassen sich Hinterschnitte besser realisieren.
Insbesondere im Bereich der Prototypen und Einzelstücke spielt die additive Fertigung ihre Stärke durch die direkte Umsetzung in Metall ohne Umweg über einen Kern aus.
Was ist der Unterschied zwischen der Zerspanung und der additiven Fertigung von Metall-Werkstücken?
Fast jedes additiv gefertigte Metallteil wird im Post-Processing mehr oder weniger spanend nachbearbeitet um dort wo es nötig ist die vorgegeben Oberflächeneigenschaften und Toleranzen zu erzielen. Aus dieser Perspektive ergänzen sich die beiden Verfahren. Die Herstellung des Halbzeugs durch additive Verfahren hat folgende wesentliche Vorteile:
- Verkürzung der Durchlaufzeiten durch die Zusammenfassung von Arbeitsgängen und Vermeidung von Beschaffungsprozessen
- geringere Kosten bei komplizierten Bauteilen mit geringen Stückzahlen und geringem Volumen
- Herstellung von Formen, die durch die Zerspanung nicht erzielbar sind.
Was ist der Unterschied zwischen spanloser Fertigung und additiver Fertigung von Metall-Werkstücken?
Je kleiner und je komplizierter die Formen werden, desto schwieriger wird das Handling der Werkstücke bei der konventionellen Blechbearbeitung. Mit der additiven Fertigung können
- Blechstärken beliebig variiert werden,
- spielen Biegeradien keine Rolle und
- können auch komplizierte Strukturen in einem Arbeitsgang realisiert werden.
Dadurch verkürzt sich die Durchlaufzeit und viele Arbeitsgänge, die Spezialwissen erfordern, entfallen.
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich der Automobilbaus möglich?
Da große Stückzahlen nicht die Stärke der additiven Fertigung sind, bietet sich in dieser Branche insbesondere die Nutzung der Technik für Prototypen und Betriebsmittel an.
- Prototypen: Ideal ist die Technik z.B. um kleine und kompliziert zugeschnittene Bleche (tailored blanks) kostengünstig und schnell zu realisieren.
- Betriebsmittel: Wenn kompliziert geformte Werkstück gehandelt werden müssen oder spezielle Werkzeuge benötigt werden, kann die additive Fertigung einen großen Beitrag leisten (z.B. Greifer für Roboter).
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich der Medizintechnik möglich?
Aufgrund der vielen komplizierten und häufig organisch geformten Werkstücke ist die additive Fertigung ein perfektes Match. Häufig scheitert allerdings ein Einsatz an der fehlenden Zertifizierung der Werkstoffe und der damit hergestellten Produkte. Bekannt sind folgende Einsatzfelder:
- Die additive Fertigung kann dazu beitragen schnell funktionsfähige Prototypen zu bauen und damit die Entwicklungszeiten deutlich reduzieren (z.B. komplizierte Implantate, Gehäuse).
- Vieles was an Spezialvorrichtungen notwendig ist um medizinische Produkte zu produzieren kann durch die additive Fertigung optimiert werden (z.B. Prüfvorrichtungen).
- Die Gerätetechnik kann, gerade wenn sie in Kleinserien gebaut wird, enorm von der Möglichkeit der Funktionsintegration durch die Additive Fertigung profitieren (z.B. nahtlose Verrohrungen).
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich des Modellbau möglich?
Für den professionellen Modellbau kann die additive Fertigung voll funktionsfähige Bauelemente in kleinen Stückzahlen bereitstellen (z.B. Zähne einer Baggerschaufel). Aber auch der Hobby Modellbauer kann profitieren, wenn er seine Lieblingsstücke restaurieren will (z.B. Kühlergrill für Modellautos).
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich des Maschinenbaus möglich?
Die additive Fertigung ist für die Produktion von Einzelstücken, Prototypen und Kleinserien sehr gut geeignet. Sie eröffnet gerade auch KMU die Möglichkeit intelligentes Design umzusetzen und sich damit vom Wettbewerb abzusetzen (z.B. Ventiladapter für eine Abfüllstation).
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich des Designs möglich?
Tatsächlich sind die Anwendungsfelder in diesem Bereich endlos. Beispielhaft seien die Produktion individuellen Schmucks, kleine Kunstwerke sowie Vorrichtungen und Werkzeuge zur Produktion genannt (z.B. Stanzwerkzeuge für Furniere).
Welche Anwendungen sind für die additive Fertigung von Metall-Werkstücken im Bereich des Handwerks möglich?
Auch dem klassischen Handwerk kann die Additive Fertigung zu Diensten sein in dem Werkzeuge (z.B. Stanzwerkzeuge für Furniere) oder nicht mehr erhältliche Ersatzteile (z.B. Fensterbau) gefertigt werden.
Welche Konstruktions-Regeln sind beim 3D-Druck von Werkstücken aus Metall zu beachten ?
Grundsätzlich ist die Designfreiheit bei der additiven Fertigung sehr groß. Sie wird allerdings begrenzt durch die Detail-Auflösung des Verfahrens, Verzug bei starken Volumensprüngen und der Notwendigkeit von Stützstrukturen im Bereich von Überhängen. Insbesondere der letzte Punkt führt meist zur spanenden Nachbearbeitung betroffener Oberflächen.
Bestehende Konstruktionsrichtlinien sind hilfreich. Unserer Erfahrung nach führt die Abstimmung mit einem Fertigungsfachmann allerdings schneller zum Ziel. An dieser Stelle sei auch auf unser Praxis-Training verwiesen, das die grundlegenden Zusammenhänge aufzeigt.
Wie entstehen die Preise beim 3D-Druck mit Metall?
Die Preise sollten auf den Kosten basieren. Diese setzen sich aus dem Aufwand für die Auftragsvorbereitung, der Bauzeit und der Nachbearbeitung zusammen.
- Der Aufwand in der Auftragsvorbereitung steigt, wenn die zu druckende Datei anzupassen oder neu zu erstellen ist. Auch Werkstücke die komplizierte Stützstrukturen erfordern sind zeitaufwendig.
- Die Bauzeit ergibt sich aus dem Volumen und der Bauhöhe der Werkstücke.
- Der Aufwand bei der Nachbearbeitung steigt je mehr Stützstrukturen entfernt werden müssen und je enger die Fertigungstoleranzen gesetzt werden.
Bei Expresslieferungen kann zusätzlich ein Aufschlag für die beschleunigte Abarbeitung und den schnellen Versand erhoben werden.
Wann ist der 3D-Druck mit Metall wirtschaftlich?
Die Stärken der direkten Fertigung in Metall mittels additiver Verfahren liegen in:
- der Produktion von Einzelstücken, Prototypen und Kleinserien.
- der Zusammenfassung von mehreren Arbeitsgängen in einen Prozessschritt bei komplizierten Teilen. Dies reduziert die Kosten.
- der Expressfertigung.
- der Herstellung von Bauteilen mit Eigenschaften, die anders nicht zu produzieren sind.
Wenn einer oder mehrere dieser Punkte erfüllt sind, dann kann sich die additive Fertigung mittels pbf-lb lohnen.
Gibt es zuverlässige Informationen zur Qualität der hergestellten Metallwerkstoffe hinsichtlich Zugfestigkeit, Härte, Rauheit oder spezifischer Dichte?
Natürlich. Bitte sehen sie die Inhalte im Bereich Werkstoffe an oder sprechen sie uns direkt an.