Was ist Additive Fertigung?

Additive Fertigung, additive Manufacturing oder kurz AM. Diese Begriffe tauchen immer öfter auf und die damit gemeinten Fertigungsverfahren sollen die Produktentwicklung und Fertigung revolutionieren.

Was ist Additive Fertigung genau? Wo sind die Unterschiede zu herkömmlichen Fertigungsverfahren? Bringt die additive Fertigung wirklich so viele Vorteile?

Was ist Additive Fertigung?

Wenn von additiver Fertigung gesprochen wird, sind die unterschiedlichen Verfahren aus dem Bereich 3D-Druck gemeint. Durch das Aufbringen (=additiv) von Material wird eine Form oder ein Werkstück hergestellt.

Fertigungsverfahren im Überblick

Fertigungsverfahren sind allgemein alle Verfahren zur Herstellung von Werkstücken, wobei ein Werkstück ein beliebiger fester Körper mit festgelegten Maßen und Formen ist.

Dabei kann zwischen den folgenden Kategorien unterschieden werden:

• Urformen: Aus einem formlosen Werkstoff wird ein Werkstück hergestellt. Beispiele sind Gießen und Sintern.
• Umformen: Ein fester Werkstoff wird in eine andere Form gebracht, wobei weder Material entfernt noch hinzugefügt wird, wie es beim Pressen, Tiefziehen oder Biegen der Fall ist.
• Trennen: Material wird von einem festen Werkstoffkörper entfernt, um ein Werkstück mit einer bestimmten Form herzustellen, wie es beispielsweise beim Fräsen, Drehen oder Stanzen geschieht.
• Fügen: Feste Werkstoffe werden zusammengefügt, um ein Werkstück mit einer bestimmten Form herzustellen. Dabei ist diese Verbindung langfristig, wie z.B beim Schweißen oder Kleben. Auch Nieten oder Verschrauben sind in dieser Kategorie zu finden.
• Beschichten: Auf ein Werkstück wird eine fest haftende Schicht eines anderes Werkstoffes aufgebracht. Beispiele sind Galvanisieren, Lackieren oder Pulverbeschichten.
• Stoffeigenschaften ändern: Beim Härten oder Glühen wird das Stoffgefüge im Werkstück verändert, um die Eigenschaften zu optimieren.

Die additiven Fertigungsverfahren ordnen sich in diese Kategorien ein. Je nach verwendeter Technologie kann es sich um einen Urformprozess oder einen Umformprozess handeln. In den Bereich des Urformens fallen Verfahren wie das Selektive Lasersintern (SLS) oder die Stereolithografie (SLA). Das Umformen wird dann eingesetzt, wenn Filamente genutzt werden, die aufgeschmolzen und schichtweise zu einem Werkstück zusammengesetzt werden.

Welche Vorteile hat die additive Fertigung?

Wenn ein Produkt mit den herkömmlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden soll, erfolgt das in mehreren Schritten:

• Zuerst wird ein Rohling hergestellt
• Dann wird von diesem Rohling Material abgetragen und ein Werkstück hergestellt.
• Mehrere dieser Werkstücke werden zu dem fertigen Produkt zusammengefügt.

Bei der additiven Fertigung können diese Schritte zusammengefasst werden: Aus dem Harz, Pulver oder Filament wird direkt das fertige Produkt hergestellt. Dabei können Geometrien gefertigt werden, die mit herkömmlichen Verfahren nicht möglich wären. Hinterschnitte sind beim 3D-Druck nicht das Problem.

Bei der herkömmlichen, oftmals spanenden Fertigung wird eine Form aus dem Rohteil „herausgeschält“, wobei häufig große Mengen des Materials zu Abfall werden. Beim 3D-Druck wird nur das Material verbraucht, das notwendig ist.

Beim 3D-Druck können mehrere Werkstücke zusammengefasst werden, was den Fertigungsaufwand erheblich reduziert. Statt einzelne Teile zusammenzusetzen, können sie gleich als ein Teil gedruckt werden.

Durch die Eigenschaften der Materialien ist es möglich, das Gewicht des fertigen Produktes zu optimieren. Es gibt Materialien für die additive Fertigung, die in ihren Eigenschaften durchaus mit Metallen mithalten können, aber gleichzeitig wesentlich leichter sind. Verbundwerkstoffe ist hier das Stichwort. Auch in punkto Toxizität, Biokompatibilität und Feuer-/Temperaturbeständigkeit der Materialien wurden in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht.

Zusammengefasst haben die additiven Fertigungsverfahren einige große Vorteile, mit denen sie für den Einsatz in der Produktion ideal sind:

• Sie sind schnell, egal ob für Prototypen, Tests oder Produktionsteile.
• Der Materialverbrauch ist geringer.
• Sie entlasten die Fertigung und Montage.
• Sie ermöglichen innovative Formen und neue Gestaltungsmöglichkeiten
• Lange Lieferzeiten für einzelne Bauteile werden vermieden.

Um nur einige Vorteile zu nennen.

Haben Sie Interesse an den verschiedenen additiven Fertigungsverfahren? Dann schauen Sie sich doch mal unseren Ratgeber zum 3D-Druck an.

Oder sind Sie schon einen Schritt weiter und wünschen eine Beratung zu diesem Thema? Dann kontaktieren Sie uns einfach, wir helfen Ihnen gerne.