Die Funktionsweise der Additiven Fertigung

Additive Fertigung, Laser-Sintern und industrieller 3D-Druck: Wie funktioniert das additive Fertigungsverfahren?

Wir bei EOS nutzen für unsere Systeme das industrielle 3D-Druckverfahren der additiven Fertigung. Diese bezeichnet einen Prozess, bei dem auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material ein Bauteil schichtweise aufgebaut wird. Immer häufiger wird der Begriff „3D-Druck“ als Synonym für die additive Fertigung verwendet. Additive Fertigung beschreibt jedoch besser, dass es sich hier um ein professionelles Produktionsverfahren handelt, das sich deutlich von konventionellen, abtragenden Fertigungsmethoden unterscheidet. Anstatt zum Beispiel ein Werkstück aus einem festen Block herauszufräsen, baut die additive Fertigung Bauteile Schicht für Schicht aus Werkstoffen auf, die als feines Pulver vorliegen. Als Materialien sind unterschiedliche Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe verfügbar.
 
Diese Fertigungsmethode hat inzwischen in vielen Bereichen und Branchen Einzug gehalten. Beim Bau von Anschauungs- und Funktionsprototypen, Klein- und Mittelserien und auch zunehmend in der Serienfertigung überzeugt dieses Verfahren mit Vorteilen, die mit anderen, konventionellen Methoden nicht erreicht werden können: Produktentwicklung und Markteinführung lassen sich entscheidend verkürzen, Produktindividualisierungen oder Funktionsintegration gelingen in kürzerer Zeit - und das zu geringeren Kosten.  Die additive Fertigung eröffnet so großen OEM-Herstellern aus unterschiedlichsten Industriezweigen die Möglichkeit, sich am Markt zu differenzieren – im Hinblick auf neue Kundennutzen, Kostenreduktionspotenziale und Nachhaltigkeitsziele.  

Vorteile der additiven Fertigung
Warum als Produktionstechnologie?

Nachfragebasierte Produktion
Anpassung von CAD-Daten Individualisierungsmöglichkeiten für eine bedarfsgerechte Produktion – auch in Mittelserie.
 

Innovation leben
Komplexe Geometrien oder bionische Strukturen für neue Funktionalitäten – der industrielle 3D-Druck gibt Konstrukteuren die Möglichkeit, völlig neu zu denken und Ideen umzusetzen.


Leichtbau-Komponenten
Material sparen, Energieverbrauch senken: Leichtbau wird branchenübergreifend immer interessanter, da Materialeinsatz, Kosten, Gewicht sowie im späteren Einsatz Energieverbrauch oft erheblich reduziert werden.


Funktionsintegration
Montageaufwand reduzieren, Platz besser nutzen:  Kluge Funktionsintegration reduziert die Anzahl von Bauteilen radikal und nutzt vorhandenen Bauraum intelligent – Platzbedarf und Montageaufwand werden damit überschaubar.

Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung - Wann lohnt sich der industrielle 3D-Druck?

Wie jede Fertigungstechnologie braucht auch die additive Fertigung bestimmte Rahmenbedingungen, bei denen sie das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis erreicht. Rechnen sich beispielsweise im Spritzguss hohe Werkzeugkosten nur bei Großserien, punktet der industrielle 3D-Druck aus wirtschaftlicher Sicht in anderen Bereichen:

Zu den wichtigsten Kostenfaktoren gehören:

• Bauteile kostenoptimiert fertigen, auch in Serie 
• Produktentwicklung und Prototypenbau beschleunigen, um Wettbewerbsvorteile zu sichern
• Kosten für Fertigung und Lagerung von Ersatzteilen reduzieren - durch lokale Produktion on demand
• Produkte völlig neu denken, unabhängig von Werkzeug oder Wachsling

Auch in Zukunft ist der industrielle 3D-Druck nicht immer eine Alternative zu konventionellen Fertigungstechnologien. Aber er setzt dort an, wo herkömmliche Verfahren wie Spritzguss, Druckguss oder Fräsen an ihre Grenzen stoßen.