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3D-Druck

Additive Fertigung

Additive Fertigung ist die Beschreibung von Prozessen für die schnelle und kostengünstige Herstellung von Musterbauteilen, Prototypen, Werkzeugen und Modellen. Auch Rapid Prototyping genannt.

Grundsätzlich werden drei Fertigungsverfahren unterschieden: Pulverbettverfahren, Flüssigmaterialverfahren und Freiraumverfahren.

Das bekannteste Verfahren ist das Fused Despostion Modeling (FDM-Methode) auch Fused Filament Fabrication (FFF-Verfahren) genannt und gehört zu den Freiraumverfahren. 

Rapid Prototyping

Rapid Prototyping steht für den schnellen Modellbau. Er ist der Dachbegriff für verschiedene Verfahren zur schnellen Herstellung von Musterbauteilen, ausgehend von Konstruktionsdaten.

Die Fertigungsverfahren des Rapid Prototyping setzen vorhandene CAD-Daten schnell und einfach in Werkstücke um. Für dieses Herstellungsverfahren werden CAD-Daten in das häufig genutzte STL-Format umgewandelt.

Zu den in den 1980er Jahren unter dem Begriff Rapid Prototyping bekannt gewordenen Verfahren gehört auch das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling). Dabei werden schmelzfähige Kunststoffe Schicht für Schicht übereinander aufgebaut und formen dadurch ein Objekt.

3 Technologien für Qualität.

1. Geschlossener Bauraum. Ein Bauraum der im Produktionsprozess verschließbar ist, minimiert mögliche Störungen durch z.B. Temperaturschwankungen und Verschmutzungen. Die Wiederholbarkeit der Qualität und Genauigkeit im 3D Druck wird deutlich verbessert. Ein geschlossener Bauraum verhindert auch spontanes Greifen in das Gerät.

2. Beheizbare Bauplattform. Durch eine beheizbare Bauplattform im 3D-Drucker können u.a. unterschiedliche Filamente verarbeitet werden und die Gefahr von Verzug und Verformung der Objekte wird reduziert.

3. Dualextruder (2. Extruder). Mit einem Dualextruder ist es u.a. möglich zwei Farben in einem Druckvorgang zu drucken. Auch dient ein zweiter Extruder als Backup, damit werden mögliche Ausfallzeiten reduziert und die Effizienz des 3D-Druckers wird gesteigert. Der Dualextruder kann auch für die Verwendung von Supportmaterial eingesetzt werden. 

                                                                     

Anwendungen

Rapid Prototyping. Entwürfe eines Produktes können schnell als Funktionsmuster hergestellt und geprüft werden. Ideen und Weiterentwicklungen können auf Machbarkeit beurteilt und die Passgenauigkeit auch in Baugruppen getestet werden. 

Fertigungswerkzeuge. 3D-Drucker werden für die Herstellung von Werkzeugen und Betriebsmittel genutzt. Die Werkzeuge können so auf Veränderungen und Verbesserungen im Produktionsprozess angepasst und genutzt werden.   

Kleinserien-Herstellung. Die Produktion von Bauteilen und Ersatzteilen in geringen Stückzahlen übernehmen 3D-Drucker kostengünstig und schnell. Die Flexibilität bei der Losgröße der benötigten Teile steht im Mittelpunkt.  

Marketing. Prototypen wie Funktionsmuster werden durch Lackieren und unterschiedlicher Bearbeitung zu Präsentationszwecken nutzbar und kommen dem Endprodukt sehr nahe. Individuell gestaltete Werbemittel können mit 3D-Druckern flexibel und in geringen Stückzahlen hergestellt werden.   

Vorteile

Zeitreduzierung. Mit 3D-Druckern verkürzt sich der Zeitaufwand des gesamten Entwicklungsprozesses von Produkten. Veränderungen können schnell und einfach umgesetzt werden. Entwürfe werden nach der Planung und Konstruktion direkt gedruckt und geprüft

Kostensenkung. 3D-Drucker senken die Kosten für aufwändigen Modell- und Formenbau, weil weniger Änderungen berücksichtigt werden müssen. Die Kosten für den gesamten Gestaltungsprozess von Produkten werden erheblich reduziert.   

Marktvorsprung. Die schnelle Produktentwicklung wirkt sich als Innovationsmotor für das Unternehmen aus. Entscheidungen zu neuen Produkten können rasch und unkompliziert gefällt werden.Unternehmen können schneller auf Marktveränderungen reagieren und dadurch Vorsprung gewinnen.   

Betriebsgeheimnisse schützen. Der gesamte Prozess von der Idee bis zum Endprodukt erfolgt innerhalb des Unternehmens. Keine sensiblen Informationen müssen über aufwändige Vereinbarungen geschützt werden. Betriebsgeheimnisse werden von Beginn an geschützt.

 

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