Additive Manufacturing & Rapid Prototyping
Was ist Additive Manufacturing?
Additive Manufacturing bezeichnet die Herstellung von Bauteilen durch schichtweises Hinzufügen des Werkstoffes zur Erstellung einzelner Bauteile. Im Gegensatz zum Additive Manufacturing stehen klassische Fertigungsverfahren wie Drehen, Bohren und Fräsen, wobei Bauteile durch gezieltes Abtragen von Material entstehen.
Bisweilen werden additiv gefertigte Kunststoffbauteile sehr häufig als "3D-Druck-Bauteile" bezeichnet. Dies entstand wahrscheinlich in den letzten Jahren aufgrund einer massiven Verbreitung insbesondere von erschwinglichen Druckern. Viele Verfahren, sowie die additive Fertigung von Kunststoffbauteilen selbst, sind jedoch schon sehr alt.
Bereits in den 1980er Jahren wurden die Grundlagen und Verfahren für den heutigen 3D-Druck entwickelt. Die Firma Solidtec selbst nahm ihren Anfang Mitte der Neunziger Jahre durch die Produktion von 3D-Druck-Bauteilen und -Werkzeugen, ist also mit dem 3D-Druck schon seit ihres Bestehens eng verbunden und versiert.
Vorteile von Rapid Prototyping
Die Vorteile im Rapid Prototyping mit der additiven Fertigung liegen vor allem im Funktionsmusterbau und bei der Produktion von sehr kleinen Stückzahlen oder gar Einzelstücken. Immer dann, wenn sehr schnell etwas auf einem Besprechungstisch vorgezeigt werden soll, kann der 3D-Druck greifbare Entwicklungsstudien erzeugen - insbesondere, wenn aus Kostengründen eine Werkzeugerstellung nicht vorstellbar scheint oder nur 1 bis 10 Stück gebraucht werden.
Mit Additive Manufacturing können grundsätzlich nahezu alle erdenklichen Formen umgesetzt werden, ohne auf klassische Grundsätze bei der Bauteilkonstruktion (Hinterschnitte und Entformbarkeit, Wandstärken und Materialanhäufungen, Fertigbarkeit der Werkzeuge für das Bauteil) eingehen zu müssen. Auch Bauteile in einem frühen Konstruktionsstadium können so schon hergestellt und ausprobiert werden.
So können mit Additive Manufacturing selbst "unmögliche" Funktionsmuster hergestellt werden. Neben diesen eher sehr spezifischen Eigenheiten ermöglicht das Additive Manufacturing auch eine sehr kurze Fertigungszeit bis zum fertigen Muster bzw. Kunststoff-Prototypen.
Häufige Fragen zum Additive Manufacturing
In welchen Branchen werden Additive Manufacturing-Teile oft benötigt?
Häufig werden Additive Manufacturing-Bauteile in Produktentwicklerkreisen eingesetzt. Zumeist geht es hier um Erörterungen für einen "proof of concept".
Es kommt aber auch vor, dass für gewisse Produkte Hilfsmittel zur Produktion hergestellt werden müssen. Auch hier können für Lehren und Vorrichtung zum „Ausprobieren“ vorab 3D gedruckte Bauteile hilfreich sein, ohne dem immensen Kostenaufwand von Anfang an ausgesetzt zu sein.
In Branchen, die Prototypen zum Testen benötigen (vor allem der späteren Serienbauteile aus Originalmaterial), sind hingegen werkzeugfallende Bauteile aus Rapid Tooling-Werkzeugen unumgänglich.
Welche Teile werden typischerweise mit Additive Manufacturing hergestellt?
Gehäuse (ohne besonderen Oberflächenanspruch), Füllstücke, Ansichtsmodelle, Anschauungsmuster und Teststücke zur Funktionskontrolle von z. B. Verrastungen.
Wie lange dauert die Herstellung eines Kunststoffteils?
Das ist primär vom Teilevolumen abhängig, sekundär von der gewünschten Oberfläche. Eine erste Daumenpeilung sind hierbei 20 ccm/h. Je nach Bearbeitungsaufwand können wir Lieferzeiten zwischen 1 und 5 Tagen gewährleisten.
Welche Größen und Formen sind möglich?
Die ist abhängig vom zur Verfügung stehenden Anlagenbauraum. Die Maximalgrößen betragen bei uns momentan 510 mm x 510 mm x 400 mm.
Welche Materialien und Farben können verarbeitet werden?
Die Materialien, die für den Kunststoff 3D-Druck verwendet werden, sind zum Teil Epoxyd-basierend, Polymergips oder PA12-Thermoplaste. Diese spiegeln die tatsächlichen Werkstoffmerkmale von originalen Spritzguss-Werkstoffen allerdings nur begrenzt wider.
Die Farbpalette ist weitestgehend unbegrenzt, in manchen Verfahren sind auch klare Bauteile herstellbar.
Wofür eignen sich Additive Manufacturing-Teile?
Die Bauteile können problemlos für nicht-mechanische Tests eingesetzt werden.
Welche Daten werden für die Umsetzung benötigt?
Wir bevorzugen 3D-Daten im STEP-Format. IGES-Daten sind in manchen Fällen ebenfalls umsetzbar.
Was kostet die Herstellung eines Additive Manufacturing-Teils?
Im direkten Vergleich zum Rapid Tooling sind die Bauteilekosten im Additive Manufacturing um ein Vielfaches höher. Allerdings sind gibt es keine Initialkosten für Werkzeuge und Rüstkosten. Dadurch gibt es bei kleinen Stückzahlen fast immer einen Kostenvorteil für das Additive Manufacturing-Bauteil. Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot.
Wann ist Additive Manufacturing die beste Lösung?
Beim Proof of Concept, durch die schnelle Herstellung bei geringen Stückzahlen.
Bis zu welcher Stückzahl rechnet sich Additive Manufacturing?
Bei den meisten bei uns angefragten Bauteilen bis etwa 200 Stück. Dies ist jedoch sehr stark abhängig vom Bauteil.
Additive Manufacturing oder Rapid Tooling?
Additive Manufacturing klingt interessant, ist für Ihre Zwecke aber nicht das richtige Verfahren? Dann informieren Sie sich über das kosteneffiziente Rapid Tooling, mit dem wir binnen 3 Tagen 1.000 Teile herstellen können, und den Prototypen-Spritzguss, der sich ideal für geringe Stückzahlen eignet:
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