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Bauteile mittels Rapid Prototyping Fertigungsverfahren herstellt in schwarz
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3D Druck - Schicht für Schicht

Prozessablauf, Produktion & die Vorteile des 3D Drucks

Prozessablauf

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Die additive Fertigung bzw. der 3D-Druck ist ein Fertigungsverfahren zur schnellen und wirtschaftlichen Herstellung von Modellen.
Die Besonderheit aller additiven Fertigungsverfahren liegt im schichtweisen Aufbau der Geometrie.

Als Grundlage der Fertigung dienen immer 3D-Daten. Dieses Modell wird softwaretechnisch in Schichten aufgeteilt, das sogenannte Slicing.
Anschließend werden die einzelnen Slices mit einer fest definierten Strategie gefüllt, was als Hatching bezeichnet wird.

Diese Informationen werden an die 3D-Druck Anlage übermittelt und der Fertigungsprozess wird mit definierten Prozessparametern gestartet.

Die Maschine produziert Schicht für Schicht bis der Herstellungsprozess abgeschlossen ist.

Produktion

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Durch den Schichtaufbau ist die Produktion weitgehend unabhängig von der geometrischen Komplexität des hergestellten Modells.

Im Vergleich zu konventionellen Fertigungsverfahren wird nur die wirklich benötigte Materialmenge eingesetzt.
Dies führt zu einem sehr effizienten, schnellen und nachhaltigen Prozess.

Die Prozesskette der additiven Fertigungstechnologie zeichnet sich hierbei vor allem durch seine Flexibilität und Geschwindigkeit aus.
Im Idealfall ist eine direkte Umsetzung des virtuellen Modells in ein physisches Objekt möglich.

Somit können Ihre Ideen schnell und effizient in reale Objekte umgesetzt werden.
Dieser Ablauf vom 3D-Modell zum Werkstück wird in einem vollautomatisierten Prozess durchgeführt. Aufgrund der schnellen Prozesskette der Fertigung ist die Herstellung von Prototypen und Modellen schon ab Stückzahl eins wirtschaftlich möglich.

Vorteile

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Folgende Punkte sollten stets berücksichtigt werden, um den maximalen Nutzen der additiven Fertigung zu erzielen:

Komplexität

Die Fertigung von Modellen sind unabhängig von der geometrischen Komplexität des Modells

Entwicklung

Der Produktentwicklungszyklus wird durch die Geschwindigkeit und Flexibilität enorm beschleunigt

Kontrolle

Ständige Kontrolle der Konstruktion bezüglich Funktion, Montierbarkeit und Design in allen Phasen

Direkt in 3D

Bauteile werden werkzeuglos direkt aus den 3D-CAD-Daten aufgebaut

Flexibilität

Konstruktive Änderungen am Design können jederzeit unkompliziert umgesetzt werden

Individualisierung

Individualisierte Bauteile sind für die additive Fertigung keine Herausforderung

Im Kontext des 3D-Drucks kann zwischen verschiedenen Arten der Herstellung unterscheiden werden:

Rapid Prototyping

Als Rapid Prototyping wird die Herstellung von Prototypen zur Überprüfung des Designs, der Funktion, der Bedienbarkeit oder der Proportionen des Modells bezeichnet.
Speziell im frühen Stadium des Produktentwicklungsprozesses sind Prototypen ein enorm wichtiges Hilfsmittel zur Funktions- und Designüberprüfung eines Produkts.

Somit entsteht bereits früh ein sehr tiefgehendes Produktverständnis und ermöglicht somit eine schnelle konstruktive Anpassung des Modells.
Falls die Modelle eine bestimmte Optik und Haptik aufweisen müssen, kann dies ebenfalls realisieren werden.

Je nach Stadium des Produktentwicklungsprozesses werden unterschiedliche Anforderungen an den Prototypen gestellt.

Anschauungsmodell

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3D-Druck Modelle dieser Art dienen hauptsächlich zur Beurteilung des Designs.
Dabei liegt die Priorität vor allem in der Detailgetreue und Oberflächenbeschaffenheit des Modells.
Dementsprechend sind die Anforderungen an die mechanische und thermische Belastbarkeit vergleichsweise gering.

Ergonomiemodell

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Durch ein additiv gefertigtes Ergonomiemodell lassen sich die Eigenschaften des Werkstücks bezüglich Bedienbarkeit und Handhabbarkeit genau überprüfen.
Die mechanische Belastbarkeit spielt hierbei eine untergeordnete Rolle, während die Oberflächenqualität enorme Wichtigkeit besitzt.

Funktionsprototyp

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Durch einen 3D-Druck Funktionsprototypen lassen sich die mechanischen Funktionalitäten Ihres Modells sehr einfach und zuverlässig überprüfen.
Die mechanische und thermische Belastbarkeit des Modells sollte hierbei denen des Endprodukts entsprechen.
Je nach Anwendung spielt auch die Oberflächenqualität des Werkstücks eine Rolle.

Rapid Manufacturing

Als Rapid Manufacturing wird die Herstellung von Endnutzerbauteilen bezeichnet.
Dabei werden Bauteile für den Einsatz in der Endanwendung hergestellt, welche die vollständigen Anforderungen an Funktionalität und Optik erfüllen.

Vor allem bei Kleinserien stellt der 3D-Druck einen enormen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren dar.
Es fallen keinerlei Wartezeiten oder Kosten für ein Werkzeug an, da das Modell direkt aus den 3D-Daten aufgebaut wird.

Konstruktive Anpassungen an Geometrie oder eingesetzten Werkstoffs können problemlos zu jedem Zeitpunkt in die Fertigung eingebunden werden. Individualisierte Modelle sind ebenfalls im Bereich des Möglichen.
Somit kann für jeden Kunden ein personalisiertes Bauteil hergestellt werden..

Ein weiterer Aspekt der additiven Fertigung ist die Designfreiheit, welche der schichtweise Aufbau mit sich bringt.
Somit muss bei der Konstruktion deutlich weniger Fertigungsrestriktionen berücksichtigt werden.
Die Funktionsintegration und Zusammenführung von mehreren Bauteilen bietet ein enormes Einsparungspotenzial bezüglich Teilevielfalt und führt zu einer Reduzierung des Montageaufwands.

Endnutzerbauteil

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Als Endnutzerbauteil oder Funktionsbauteil wird ein Modell bezeichnet, welches sämtliche Anforderungen an Funktion, Optik und Abmessungen erfüllt.
Es wird direkt im Einsatzort genutzt und kann bei uns auch on demand nachbestellt werden.

Rapid Tooling

Als Rapid Tooling wird die Produktion von Werkzeugen bezeichnet, die mittels additiver Fertigungsverfahren hergestellt werden.
Der 3D Druck ermöglicht die schnelle Bereitstellung eines Spritzgusswerkzeugs für Prototypen und Kleinserien.

Die Anzahl an abgegossenen Bauteilen ist hierbei deutlich geringer als bei konventionell hergestellten Werkzeugen.
Der Fokus des Rapid Tooling liegt jedoch auf der Geschwindigkeit und den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen mit welcher das Werkzeug bereitgestellt werden kann.
Somit kann das Bauteil bereits vor der Serienproduktion geprüft und validiert werden.

 

 

Eine gesamtheitliche Betrachtungsweise der additiven Fertigung bezüglich Materialien, Prozess und Anwendung ist die zielführendste Weise mit dieser Technologie umzugehen. Gerne unterstützen wir Sie mit den geeigneten Fertigungsverfahren und Werkstoffen für Ihr Vorhaben.

Erfahren Sie mehr über unsere 3D Druck Verfahren, 3D Druck Materialien und das Formicore 3D Lab™