eine Abbildung einer schwarzen Vase, die auf dem Tisch steht

Was ist additive Fertigung: Arten, Technologien, Prozess

11 min gelesen

Mit dem technologischen Fortschritt verändert sich oft auch unsere Arbeitsweise. Wir entwickeln neue Methoden und Techniken, um verschiedene Aufgaben zu erledigen. Dies gilt sogar für die Fertigungsindustrie, in der die additive Fertigung inzwischen eine viel größere Rolle spielt.

Die additive Fertigung wurde erstmals in den 1980er Jahren entwickelt, ist aber seitdem viel fortschrittlicher und einfacher umzusetzen geworden. Werfen wir einen genaueren Blick darauf und untersuchen, was additive Fertigung ist und wie wertvoll sie werden kann.

Was ist additive Fertigung?

Die erste Frage vieler Menschen ist wahrscheinlich: „Was ist additive Fertigung?“

Im Wesentlichen bedeutet additive Fertigung, ein Produkt oder Objekt durch das Hinzufügen jeweils einer Schicht zu erstellen, bis es fertig ist.

Dies ist das Gegenteil der subtraktiven Fertigung, bei der ein großer Teil des Rohmaterials abgesplittert oder weggeschnitten wird, bis das gewünschte Objekt erreicht ist.

Wie bereits erwähnt, wurde die additive Fertigung erstmals in den 1980er Jahren eingesetzt. Zu dieser Zeit wurde sie eher zur Herstellung von Produktprototypen schnell. Diese Prototypen waren jedoch alles andere als funktionsfähig. Sie sollten lediglich zeigen, wie eine maßstabsgetreue Version des Produkts aussehen würde. Die spezielle Maschine, die zur Herstellung dieser Prototypen erfunden wurde, war die erste 3-D Drucker.

Seitdem haben sich die additiven Fertigungstechnologien nur verbessert und sind heute eine effiziente Methode, die von großen Unternehmen wie Boeing und General Electric eingesetzt wird. Darüber hinaus 3-D Drucker sind viel weiterentwickelt und für praktisch jeden zugänglich geworden.

Arten der additiven Fertigung

Auch wenn es so aussehen mag, als ob alles 3-D Drucken ist gleich, das ist bei weitem nicht der Fall. Tatsächlich gibt es sieben verschiedene Arten der additiven Fertigung.

Blattlaminierung

Folienkaschierung wird auch als Laminated Object Manufacturing (LOM) bezeichnet. Bei diesem additiven Herstellungsverfahren werden Materialplatten miteinander verbunden, um ein 3-D Objekt.

Bei der Blattkaschierung wird zunächst ein Blatt Material (z. B. Papier) ausgelegt und dann mit Klebstoff bestrichen. Anschließend wird ein weiteres Blatt auf das andere gelegt, um beide miteinander zu verbinden.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Sobald die gewünschte Höhe oder Dichte der Blätter erreicht ist, wird ein Messer oder computergesteuert Überschüssiges Material wird mit einem Laser abgeschnitten. Es gibt auch eine Art der Folienlaminierung, die sogenannte Ultraschall-Additive-Fertigung, bei der die Schichten durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden.

Materialextrusion

Materialextrusion ist eine der häufigsten Arten der additiven Fertigung. Bei dieser Art wird thermoplastisches Material durch eine Düse gedrückt, um jede Schicht aufzutragen. Es ist typischerweise die Art, die in vielen verwendet wird 3-D Drucker. Insbesondere die Fused Filament Fabrication (FFF) ist das am häufigsten verwendete Verfahren.

Bildquelle: Website der Loughborough University

FFF funktioniert, indem das Material durch den beheizten Kopf gedrückt wird, der eine Schicht auf der Grundlage von 3D-CAD-Daten platziert. Diese Schicht liegt auf einer Bauplattform, die dann um eine Schicht abgesenkt wird, damit die Düse die nächste Schicht darüber platzieren kann. Jede Schicht verschmilzt mit der anderen und kühlt ab, um sie miteinander zu verbinden. Das verwendete Material kann je nach verwendetem Druckertyp variieren. Das gebräuchlichste Material sind jedoch Thermoplaste.

Materialstrahl

Materialspritzen verfügt über einen Druckkopf über der Plattform, der Material in Form von Tröpfchen abgibt.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Allerdings wird das Material nicht mit der Düse erhitzt, wie dies bei der Materialextrusion der Fall ist. Stattdessen wird flüssiges Harz abgegeben, das dann mit ultraviolettem Licht ausgehärtet wird. Nachdem eine Schicht platziert wurde, bewegt sich das UV-Licht über die Plattform, um die Schicht auszuhärten. Die Plattform bewegt sich dann nach unten und beginnt den Vorgang erneut.

Binderdüsen

Sammelmappe spritzen, auch genannt Leistungsabfall Der Druck kann mit verschiedenen Materialien arbeiten, darunter Verbundwerkstoffe, Keramik, Kunststoffe und Sand.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Dieser Prozess verwendet Pulverbasis Additive Fertigungsmaterialien, die mithilfe einer Walze auf die Bauplattform aufgetragen werden. Der Druckkopf trägt dann ein flüssiges Bindemittel auf das Material auf, um die Schichten miteinander zu verkleben.

Pulverbettfusion

Pulverbettfusion ähnelt dem Binder Jetting, da hier eine Schicht aus Pulverbasis Material. Der Unterschied besteht darin, dass ein Elektronenstrahl oder Laser das Pulver verschmilzt, bevor die nächste Schicht mit einer Walze oder Klinge aufgetragen wird.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Es gibt mehrere Varianten der Pulverbettfusion, aber alle verwenden ein vorgewärmt Kammer mit Inertgas darin. Diese Methode dauert tendenziell länger als andere, wird aber in mehreren bekannten Branchen, einschließlich der Luftfahrt, verwendet.

Bottich-Photopolymerisation

Küpenphotopolymerisation wird auch häufig als Stereolithografie bezeichnet. Bei dieser Methode wird ein Behälter mit flüssigem Photopolymerharz und eine UV-Lichtquelle zum Aushärten verwendet. Mit einem Laser wird eine Form in das Harz eingebracht, die dann durch das UV-Licht ausgehärtet wird. Die Bauplattform senkt sich dann ab, um mit der nächsten Schicht zu beginnen.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Die Fotopolymerisation im Bottich ermöglicht sehr detaillierte Projekte, aber sie sind oft nicht so strukturell wie einige andere additive Fertigungsmethoden. Dies kann jedoch oft mit Stützstrukturen behoben werden. Obwohl dies eine der schnelleren additiven Fertigungsmethoden ist, ist sie mit einer ganzen Reihe von Clean-up und Bearbeitungszeit.

Gerichtete Energiedeposition

Gerichtete Energiedeposition (DED) ist eine der komplexeren additiven Fertigungsmethoden. Dabei wird ein Elektronenstrahl oder Laser verwendet, um Material zu schmelzen, das dann an der gewünschten Stelle abgelagert wird. DED wird häufig bei Reparaturen oder Ergänzungen von Teilen eingesetzt. Die am häufigsten bei DED verwendeten Materialien sind Metallpulver oder Draht, aber auch Keramik und Polymere sind möglich. DED bietet ein hohes Maß an Kontrolle und Genauigkeit.

Bildquelle: Website der Loughborough University

Die oben genannten Beispiele für additive Fertigung stellen nur den aktuellen Stand der Technik dar. Andere Methoden sind bereits in der Entwicklung und es ist zu erwarten, dass in Zukunft noch bessere Methoden auf den Markt kommen.

Zertifizierung für additive Fertigung

Der Markt für additive Fertigung ist bereits riesig und wird voraussichtlich weiter wachsen. Tatsächlich expandiert die additive Fertigungsindustrie mit enormer Geschwindigkeit, und der Markt wird voraussichtlich 74 Milliarden US-Dollar bis 2030Dies hat dazu geführt, dass zahlreiche Unternehmen der additiven Fertigung nach Mitarbeitern mit Fähigkeiten und Kenntnissen in der Branche suchen.

Glücklicherweise gibt es mittlerweile Zertifizierungsprogramme für additive Fertigung, die Interessierten den Einstieg in die Branche erleichtern können. Zum Beispiel: Angebote für KMU Ein Programm zur additiven Fertigung, das es Einzelpersonen ermöglicht, eine Zertifizierung auf Grundlagen- oder Technikerniveau zu erlangen.

Letztlich bietet die additive Fertigung einer Vielzahl von Branchen eine viel einfachere und bequemere Möglichkeit, die benötigten Produkte, Teile und mehr herzustellen. Angesichts der rasanten Expansion der Branche gab es nie einen besseren Zeitpunkt für Einzelpersonen, sich zertifizieren zu lassen, um einem Unternehmen beizutreten oder ein eigenes zu gründen.

Wir hoffen, dass Ihnen das Obige geholfen hat, den Bereich der additiven Fertigung zu verstehen. Dies ist bereits eine spannende Branche und sie wird mit der Weiterentwicklung der Technologie nur noch besser werden. Noch besser ist die breite Verfügbarkeit von 3-D Drucker auf dem Markt machen den Einstieg in dieses Feld einfach, auch wenn das Erlernen der Abläufe einige Zeit in Anspruch nimmt.

Wir wünschen Ihnen viel Erfolg bei all Ihren Vorhaben im Bereich der additiven Fertigung!

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FAQ

Was ist additive Fertigung?

Additive Fertigung bedeutet die Herstellung eines 3-D Objekt, indem Sie Schicht für Schicht hinzufügen, bis es vollständig ist.

Wie viele Arten der additiven Fertigung gibt es?

Es gibt sieben Arten der additiven Fertigung, und zwar:

Blattlaminierung
Materialextrusion
Materialstrahl
Binderdüsen
Power Bed Fusion
Mehrwertsteuerpolymerisation
Gerichtete Energiedeposition

Welches ist das beste additive Fertigungsverfahren für Anfänger?

brauchen 3-D Die meisten Drucker auf dem Markt verwenden Materialextrusion, was ein guter Ausgangspunkt ist.

Kann ich ein Unternehmen für additive Fertigung gründen?

Absolut! Viele ausgezeichnete 3-D Mit den auf dem Markt erhältlichen Druckern können Sie Produkte und Objekte aller Art erstellen. Das bedeutet, dass Sie jederzeit Ihr eigenes additives Fertigungsunternehmen gründen können, auch wenn Sie klein anfangen müssen.

Kann man sich im Bereich Additive Fertigung zertifizieren lassen?

Ja! Es gibt zahlreiche Kurse und Programme, mit denen Einzelpersonen Kenntnisse und Fähigkeiten in der additiven Fertigung erwerben können. SME bietet ein Zertifizierungsprogramm an, mit dem Sie entweder grundlegende oder Techniker-Level Zertifizierung, abhängig von Ihrem Interesse an dem Bereich.

Dies kann eine hervorragende Möglichkeit sein, in die Branche einzusteigen. Beachten Sie, dass SME nicht das einzige Zertifizierungsprogramm ist, also scheuen Sie sich nicht, nach einem zu suchen, das Ihnen gefällt. Sogar mehrere Hochschulen bieten zunehmend Programme für additive Fertigung an.

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15. April 2024

Über den Autor

Max arbeitet seit sechs Jahren in der E-Commerce-Branche und hilft Marken dabei, Content-Marketing und SEO aufzubauen und zu verbessern. Darüber hinaus hat er Erfahrung mit Unternehmertum. In seiner Freizeit ist er Romanautor.