{"id":19865,"date":"2023-06-16T09:17:59","date_gmt":"2023-06-16T09:17:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/?p=19865"},"modified":"2023-07-06T12:30:19","modified_gmt":"2023-07-06T12:30:19","slug":"was-versteht-man-unter-additiver-fertigung-und-wie-funktioniert-die-technologie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/tips\/was-versteht-man-unter-additiver-fertigung-und-wie-funktioniert-die-technologie\/","title":{"rendered":"Was versteht man unter Additiver Fertigung? Und wie funktioniert die Technologie?"},"content":{"rendered":"

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Was versteht man unter Additiver Fertigung?<\/strong><\/h1><\/div>
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Der Begriff Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, beschreibt einen Herstellungsprozess, bei dem physische 3D-Objekte durch schichtweises Extrudieren von Material hergestellt werden, um die gew\u00fcnschten Formen zu erzeugen. Die additive Fertigung wird f\u00fcr verschiedenste industrielle Anwendungen genutzt, wie beispielsweise im Werkzeug- und Zubeh\u00f6rbau, der Prototypenentwicklung, im Design sowie der Produktion von Endverbrauchsteilen mit kleinen Losgr\u00f6\u00dfen. F\u00fcr Hersteller er\u00f6ffnet die additive Fertigung neue M\u00f6glichkeiten und bietet innovative L\u00f6sungen im Bereich der Herstellungsverfahren.<\/p>\n<\/div>

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Woher kommt dieser Name? <\/strong><\/h2><\/div>
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3D-Druck unterscheidet sich grundlegend von den herk\u00f6mmlichen subtraktiven Fertigungsverfahren, bei denen Objekte durch das Entfernen von Material geformt werden. Das Produkt entsteht durch das Abtragen von Material, beispielsweise durch das Fr\u00e4sen einer Legierung, um eine Schraube oder ein Scharnier herzustellen. Im Gegensatz dazu arbeiten 3D-Drucker, indem sie schichtweise Material hinzuf\u00fcgen und so unterschiedliche Formen erzeugen. Die traditionelle subtraktive Fertigung ist bekannt f\u00fcr ihre langsame Geschwindigkeit, hohe Kosten und Einschr\u00e4nkungen in Bezug auf die Formgebung. Im Gegensatz dazu bietet die additive Fertigung schnelle, kosteng\u00fcnstige und automatisierte Prozesse, die neue M\u00f6glichkeiten er\u00f6ffnen.<\/p>\n<\/div>

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Unterschied zwischen 3D-Druck und Additiver Fertigung<\/strong><\/h2><\/div>
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Obwohl “3D-Druck” und “Additive Fertigung” oft austauschbar verwendet werden, besteht ein wichtiger Unterschied zwischen ihnen. Der Begriff “Additive Fertigung” bezieht sich haupts\u00e4chlich auf den Einsatz von 3D-Druck in industriellen Fertigungsprozessen.<\/p>\n

Die Unterscheidung zwischen 3D-Druck und additiver Fertigung ist von gro\u00dfer Bedeutung, da der Markt f\u00fcr 3D-Drucker eine breite Palette an Ger\u00e4ten umfasst, die kosteng\u00fcnstiger sind und f\u00fcr die Produktion kleinerer St\u00fcckzahlen geeignet sind. Diese Ger\u00e4te dienen in der Regel als Erg\u00e4nzung f\u00fcr die Herstellung von Prototypen oder f\u00fcr spezifische Anwendungen, finden jedoch weniger Einsatz in hochwertigen industriellen Fertigungsprozessen. Es ist wichtig zu beachten, dass sie nicht die gleiche Leistung und Pr\u00e4zision bieten wie die speziell f\u00fcr industrielle Zwecke entwickelten Ger\u00e4te der additiven Fertigung.<\/p>\n<\/div>

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Wie funktioniert die Technologie? <\/strong><\/h2><\/div>
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Durch die additive Fertigung werden digitale Eingaben, wie beispielsweise computergest\u00fctzte Konstruktionsdateien von Industrieteilen, in physische 3D-Objekte umgewandelt.<\/p>\n<\/div>

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Sobald ein Benutzer \u00fcber eine digitale CAD-Datei f\u00fcr seine Teile verf\u00fcgt, kann er den Entwurf in das g\u00e4ngige STL-Format exportieren, das speziell f\u00fcr den 3D-Druck entwickelt wurde. Der Benutzer l\u00e4dt dann den STL-Datei-Entwurf in eine Slicer-Software, die speziell f\u00fcr die additive Fertigung entwickelt wurde. Die Slicer-Software nimmt die STL-Datei und passt sie an die individuellen Einstellungen f\u00fcr das gew\u00fcnschte Teil und den Druckprozess an. Dabei werden die notwendigen Anweisungen f\u00fcr den 3D-Drucker generiert, um das Teil Schicht f\u00fcr Schicht herzustellen.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glichen APIs die Integration der 3D-Drucksoftware in bestehende Fabriksysteme wie ERP (Enterprise Resource Planning) oder MES (Manufacturing Execution System). Dies erleichtert die nahtlose Verbindung und Automatisierung von Prozessen, um die Abl\u00e4ufe effizienter und effektiver zu gestalten.<\/p>\n<\/div>

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Im 3D-Druckprozess verwendet der Drucker die erhaltenen Fertigungsanweisungen, um die Bewegungsmuster festzulegen, in denen das Filament extrudiert wird. Der Druckkopf ist pr\u00e4zise programmiert, um sich entlang sowohl der horizontalen (X-Y) als auch der vertikalen (Z) Achse zu bewegen und das Material gem\u00e4\u00df den Anweisungen der 3D-Drucksoftware an bestimmten Punkten in den XY- und Z-Koordinaten aufzutragen. Das 3D-Druckverfahren baut Objekte Schicht f\u00fcr Schicht auf, beginnend von der untersten Schicht. Jede horizontale Schicht wird dabei auf die vorherige Schicht aufgetragen.<\/p>\n<\/div>

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Bei der Additiven Fertigung mit Kunststoffen verwenden 3D-Drucker in der Regel Spulen mit Filamenten, die zum Aufbau der Objekte schichtweise extrudiert werden. Das Filament wird erhitzt, bis es zu einem geschmolzenen Kunststoff wird, der durch eine kleine D\u00fcse pr\u00e4zise platziert werden kann.<\/p>\n

Im Gegensatz dazu funktioniert die Additive Fertigung mit Metallen anders als der 3D-Druck mit Kunststoffen. Hier werden typischerweise Metallpulver als Druckmaterial verwendet, da Metalle aufgrund ihrer hohen Schmelztemperaturen nicht extrudiert werden k\u00f6nnen. Das Extrusionssystem eines 3D-Druckers kann nicht \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum mit geschmolzenem Metall in Kontakt sein. Daher werden die Metallteile zuerst in Pulverform gedruckt und anschlie\u00dfend durch einen Hochenergieprozess wie Lasersintern oder -schmelzen in einem Ofen zu einem einheitlichen Vollmetallteil umgewandelt. Dieser Prozess erm\u00f6glicht es, komplexe Metallteile mit hoher Pr\u00e4zision herzustellen.<\/p>\n

Eine Ausnahme ist hier das Metal FFF-Verfahren von Markforged. Dieses funktioniert sehr \u00e4hnlich wie das Kunstoff-Verfahren und wird sp\u00e4ter noch genauer betrachtet.<\/p>\n<\/div>

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Welche Materialien kann man drucken? <\/strong><\/h2><\/div>
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Die Auswahl der Materialien in der additiven Fertigung h\u00e4ngt von verschiedenen Faktoren wie den gew\u00fcnschten Materialeigenschaften und den Anforderungen des Projekts ab, darunter Gr\u00f6\u00dfe, Zeit, Kosten und Temperaturbest\u00e4ndigkeit. Es gibt jedoch drei Hauptkategorien von Materialien, die in der heutigen modernen additiven Fertigung als zuverl\u00e4ssige Optionen gelten: Kunststoffe, Metalle, Verbundwerkstoffe. <\/p>\n<\/div>

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Welche Kunststoffe gibt es? <\/strong><\/h2><\/div>
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In der additiven Fertigung kommen eine Vielzahl von Kunststoffen zum Einsatz, die je nach Anwendung und Anforderungen variieren. Diese reichen von kosteng\u00fcnstigen Materialien f\u00fcr Prototypen, die eine gewisse Flexibilit\u00e4t und Elastizit\u00e4t bieten, bis hin zu Hochleistungsthermoplasten wie ULTEM\u2122 9085 Filament. Die Kunststoffe werden in der Regel in Form von Spulen geliefert, die f\u00fcr den Einsatz in 3D-Druckern geeignet sind. Im Folgenden erhalten Sie einen \u00dcberblick \u00fcber die g\u00e4ngigsten Kunststoffmaterialien, die heute in der additiven Fertigung verwendet werden.<\/p>\n

Nylon<\/strong> ist ein vielseitiges Kunststoffmaterial, das sowohl flexibel als auch robust ist und eine hohe Widerstandsf\u00e4higkeit gegen St\u00f6\u00dfe und chemische Einfl\u00fcsse aufweist.<\/p>\n

PLA<\/strong> (Polymilchs\u00e4ure) ist ein preiswerter thermoplastischer Kunststoff, der h\u00e4ufig f\u00fcr die schnelle Prototypenerstellung eingesetzt wird. Er zeichnet sich durch seine einfache Handhabung und gute Druckbarkeit aus.<\/p>\n

TPU<\/strong> (Thermoplastisches Polyurethan) ist ein flexibles und sto\u00dffestes Material mit gummiartiger Textur. Es eignet sich besonders gut f\u00fcr Anwendungen, bei denen eine hohe Elastizit\u00e4t und Widerstandsf\u00e4higkeit gefordert sind.<\/p>\n

ABS<\/strong> (Acrylnitril-Butadien-Styrol) ist ein weiterer preiswerter Kunststoff. Im Vergleich zu PLA ist ABS etwas weicher, jedoch leichter und haltbarer. Es eignet sich gut f\u00fcr den Einsatz in funktionalen Prototypen und Endprodukten.<\/p>\n

ULTEM\u2122 9085<\/strong> Filament ist ein Hochleistungsthermoplast, der speziell f\u00fcr anspruchsvolle Anwendungen entwickelt wurde. Es zeichnet sich durch seine au\u00dfergew\u00f6hnliche Haltbarkeit, Temperaturbest\u00e4ndigkeit und Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber chemischen Substanzen aus. Es wird h\u00e4ufig in Bereichen eingesetzt, in denen h\u00f6chste Qualit\u00e4t und Leistung gefordert sind.<\/p>\n

Die Marken ULTEM\u2122 und 9085 werden unter Lizenz von SABIC, seinen Partnern oder Tochtergesellschaften verwendet.<\/p>\n<\/div>

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Welche Metalle kann man drucken?<\/strong><\/h2><\/div>
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Es gibt eine Vielzahl von Metallmaterialien, die h\u00e4ufig in diesem Prozess eingesetzt werden. Im Folgenden sind einige g\u00e4ngige Metalle aufgef\u00fchrt:<\/p>\n

17-4PH Edelstahl<\/strong> ist ein weit verbreitetes Metall mit vielseitigen Anwendungsm\u00f6glichkeiten in der industriellen Fertigung.<\/p>\n

A2 und D2 Werkzeugstahl<\/strong> sind spezielle Kaltarbeitsst\u00e4hle, die nach der W\u00e4rmebehandlung eine au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe H\u00e4rte aufweisen.<\/p>\n

H13 Werkzeugstahl<\/strong> hingegen ist ein Warmarbeitsstahl, der auch bei hohen Temperaturen seine Materialeigenschaften beibeh\u00e4lt.<\/p>\n

Kupfer<\/strong> wird h\u00e4ufig in Anwendungen verwendet, bei denen W\u00e4rme und elektrische Leitf\u00e4higkeit von gro\u00dfer Bedeutung sind, da es diese besser als andere Metalle leitet.<\/p>\n

Inconel<\/strong> ist eine hochwertige Nickel-Chrom-Superlegierung, die aufgrund ihrer hervorragenden Best\u00e4ndigkeit gegen Korrosion, hohen Temperaturen und chemische Einfl\u00fcsse ideal f\u00fcr anspruchsvolle Anwendungen ist.<\/p>\n<\/div>

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Was sind Verbundstoffe und welche gibt es? <\/strong><\/h2><\/div>
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Einige wenige FDM-Drucker haben die F\u00e4higkeit, Verbundwerkstoffe herzustellen, bei denen Kunststoffe und verst\u00e4rkende Fasern kombiniert werden, um die St\u00e4rke, Langlebigkeit, Steifheit und W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit der hergestellten Teile zu verbessern. Typischerweise kommen folgende Fasermaterialien in Kombination mit Kunststoffen zum Einsatz, um Verbundwerkstoffe herzustellen:<\/p>\n

Carbonfaser <\/b>ist optimal geeignet f\u00fcr Anwendungen, die eine hohe Festigkeit erfordern, da das Verh\u00e4ltnis von Festigkeit zu Gewicht etwa 50 % h\u00f6her ist als bei Aluminium 6061. Sie weist ein \u00e4hnliches Elastizit\u00e4tsmodul wie Aluminium auf, aber ihre Steifigkeit ist 24-mal h\u00f6her als die von ABS. In der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und im Transportwesen werden h\u00e4ufig flammhemmende Kohlenstofffasern eingesetzt.<\/p>\n

Kevlar<\/strong>\u00ae Aramidfasern sind optimal f\u00fcr Anwendungen geeignet, die eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber Abnutzung, Sto\u00dfbelastungen und Schl\u00e4gen erfordern.<\/p>\n

Glasfaser<\/strong> ist eine vielseitige Faser von hoher Wertigkeit, die kosteneffektiv eingesetzt werden kann. Sie weist eine dreifach h\u00f6here Festigkeit und eine elffach h\u00f6here Steifigkeit im Vergleich zu ABS auf.<\/p>\n

HSHT<\/strong> (Hochfeste Hochtemperatur-Glasfaser) bewahrt im Vergleich zu anderen Fasern ihre charakteristischen Eigenschaften selbst unter extremen Bedingungen bei sehr hohen Temperaturen von bis zu 200 Grad Celsius.<\/p>\n<\/div>

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Welche Vorteile hat additives Fertigen?<\/strong><\/h2><\/div>
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Vorteil 1: Make or Buy <\/strong><\/h3><\/div>
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Wenn Unternehmen entscheiden, ihre Kernkompetenzen in der Fertigung an externe Partner auszulagern, entstehen Abh\u00e4ngigkeiten in Bezug auf die Werkzeuge, das Zubeh\u00f6r und die Vorrichtungen, die f\u00fcr die Herstellung des Endprodukts ben\u00f6tigt werden. Dadurch verlieren die Hersteller die Kontrolle und sehen sich mit h\u00f6heren Kosten, l\u00e4ngeren Herstellungszeiten und geringerer Transparenz konfrontiert. Zudem erfordert die L\u00f6sung von Qualit\u00e4tsproblemen und anderen Herausforderungen mehr Zeit und Koordination. Durch die interne Produktion von Teilen mittels additiver Fertigung k\u00f6nnen Unternehmen ihr geistiges Eigentum, ihre gesch\u00fctzten Innovationen und andere Gesch\u00e4ftsgeheimnisse besser sch\u00fctzen.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 2: Mehr Effizienz bei den Kosten<\/strong><\/h3><\/div>
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Im Vergleich zur traditionellen subtraktiven Fertigung ist die additive Fertigung in der Regel deutlich kosteneffizienter. Durch den 3D-Druck von Produktionswerkzeugen k\u00f6nnen Hersteller erhebliche Einsparungen erzielen, da die Kosten f\u00fcr maschinelle Bearbeitung monatlich entfallen. Die meisten Hersteller k\u00f6nnen durch den Einsatz von additiven Fertigungsplattformen innerhalb weniger Monate oder sogar Wochen eine fast sofortige Kapitalrendite erzielen.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 3: Designfreiheit<\/strong><\/h3><\/div>
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Die traditionellen Herstellungsprozesse sto\u00dfen oft an ihre Grenzen, wenn es um die Produktion von Teilen geht. Nehmen wir zum Beispiel eine Klammer, die im subtraktiven Verfahren hergestellt wird. Hierbei sind bestimmte Einschr\u00e4nkungen unvermeidlich, da zuerst ein Metallblech in die ben\u00f6tigte Form gebogen oder gestanzt werden muss.<\/p>\n

Im Gegensatz dazu bietet die additive Fertigung die Freiheit, solche Schritte und Einschr\u00e4nkungen zu umgehen. Durch den 3D-Druck k\u00f6nnen Designs direkt umgesetzt werden, ohne auf diese vorherigen Schritte angewiesen zu sein. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht der 3D-Druck die Herstellung von komplexen Geometrien, die mit anderen Fertigungsverfahren nicht realisierbar w\u00e4ren.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 4: Verbesserte Durchlaufzeiten <\/strong><\/h3><\/div>
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Der Zeitaufwand, der f\u00fcr den gesamten Prozess von der Konzeption bis zur Herstellung eines Teils in der additiven Fertigung ben\u00f6tigt wird, ist im Vergleich zu subtraktiven Herstellungsverfahren nur ein Bruchteil. Wenn 3D-Drucker zur Verf\u00fcgung stehen, kann der Zeitrahmen, der normalerweise mehrere Monate umfasst, um ein Teil zu beschaffen, auf nur wenige Stunden oder Tage reduziert werden. Dies erm\u00f6glicht eine erhebliche Zeitersparnis von der Identifizierung des Bedarfs an einem bestimmten Teil bis zur tats\u00e4chlichen Bereitstellung desselben.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 5: Verk\u00fcrzte Time-to-Market<\/strong><\/h3><\/div>
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Durch den Zugang zur internen additiven Fertigung verk\u00fcrzen sich die Designzyklen erheblich, da die Herstellung von Prototypen wesentlich schneller erfolgen kann. Jedes einzelne Teil kann in einem Bruchteil der Zeit hergestellt werden, die normalerweise bei traditionellen Herstellungsprozessen inklusive Anfrage und Lieferung erforderlich w\u00e4re.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 5: Verst\u00e4rkte Lieferketten<\/strong><\/h3><\/div>
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Durch die Implementierung einer 3D-Druckplattform gewinnen Unternehmen eine umfassende Kontrolle \u00fcber ihre gesamte Lieferkette, angefangen vom Anfang bis zum Ende. Hersteller sind nicht mehr in dem Ma\u00dfe von externen Lieferanten abh\u00e4ngig und reduzieren dadurch das Risiko in ihrer Lieferkette auf ein Minimum.<\/p>\n<\/div>

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Vorteil 6: Mehr Innovation<\/strong><\/h3><\/div>
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F\u00fcr Ingenieure auf Jobsuche bieten Unternehmen, die in eine additive Fertigungsstrategie investieren, eine spannende Gelegenheit, sich auf Innovationen zu konzentrieren und fesselnde Designprobleme zu l\u00f6sen. Gleichzeitig erm\u00f6glichen sie es den Ingenieuren, zeitraubende und m\u00fchsame Aufgaben zu automatisieren und die hinderlichen Beschr\u00e4nkungen traditioneller subtraktiver Fertigungsverfahren zu umgehen.<\/p>\n

Ingenieure, die Zugang zur internen 3D-Drucktechnologie haben, verbringen keine Zeit mehr mit aufwendigen Beschaffungsaktivit\u00e4ten wie dem Erstellen von Zeichnungen, Einreichen von Bestellungen und der Durchf\u00fchrung von Ausschreibungsverfahren mit mehreren Anbietern. Stattdessen k\u00f6nnen sie ihre Energie direkt auf kreative und herausfordernde Aufgaben lenken.<\/p>\n<\/div>

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M\u00f6gliche Nachteile des 3D-Drucks<\/strong><\/h2><\/div>
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Nachteil 1: Kleine Losgr\u00f6\u00dfen<\/strong><\/h3><\/div>
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Obwohl der 3D-Druck eine kosteng\u00fcnstige Option f\u00fcr die Herstellung von Teilen in kleinen St\u00fcckzahlen ist, steigen die St\u00fcckkosten bei der additiven Fertigung deutlich an, wenn es um die Produktion gro\u00dfer St\u00fcckzahlen geht. Die wirtschaftlichen Vorteile des 3D-Drucks kommen vor allem bei kleineren Produktionsmengen zum Tragen, w\u00e4hrend bei gr\u00f6\u00dferen Mengen andere Fertigungsmethoden m\u00f6glicherweise kosteneffizienter sind.<\/p>\n<\/div>

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Nachteil 2: Durchsatzkapazit\u00e4ten<\/strong><\/h3><\/div>
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In der Vergangenheit waren die Durchsatzkapazit\u00e4ten bei der additiven Fertigung begrenzt aufgrund von Beschr\u00e4nkungen in Geschwindigkeit und Gr\u00f6\u00dfe. Allerdings haben Hersteller nun mehrere neue 3D-Drucker eingef\u00fchrt, die diese Anforderungen erf\u00fcllen k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>

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Nachteil 3: Integration von Software<\/strong><\/p><\/h3><\/div>

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H\u00e4ufig gibt es Einschr\u00e4nkungen bei der Integration von Software in der additiven Fertigung. Die Softwareplattformen sind oft spezifisch f\u00fcr bestimmte Hersteller und lassen sich nur schwer in verschiedene Produktionsumgebungen und Maschinen integrieren. Es gibt nur wenige Anbieter, die zuverl\u00e4ssige API-Integrationen in die bestehenden Fabriksysteme anbieten.<\/p>\n<\/div>

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Nachteil 4: Kosten des Materials<\/strong><\/p><\/h3><\/div>

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Die Materialien, die f\u00fcr den 3D-Druck geeignet sind, k\u00f6nnen teurer sein als das gleiche Material in herk\u00f6mmlichen Formaten. Dies liegt an den aufwendigen Verarbeitungsprozessen, die erforderlich sind, um die Materialien in eine Form zu bringen, die f\u00fcr die additive Fertigung geeignet ist.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

Aktueller Stand des 3D-Drucks<\/strong><\/p><\/h2><\/div>

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Die additiven Fertigungstechnologien sind bereits seit den 1980er Jahren im Handel erh\u00e4ltlich, aber seitdem haben sich sowohl die Branche als auch die Technologien erheblich weiterentwickelt. Die fr\u00fchen 3D-Drucker waren nicht in der Lage, Teile von Endverbraucherqualit\u00e4t zu drucken, daher wurden sie haupts\u00e4chlich f\u00fcr die schnelle Prototypenerstellung genutzt.<\/p>\n

Die heutigen Plattformen f\u00fcr die additive Fertigung unterscheiden sich von den fr\u00fcheren 3D-Druckern in verschiedenen Aspekten:<\/p>\n

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  1. Hardware<\/strong>: Die aktuellen 3D-Drucker zeichnen sich durch eine erheblich bessere Geschwindigkeit, Leistung, Zuverl\u00e4ssigkeit, Teilefestigkeit und Druckqualit\u00e4t aus.<\/li>\n
  2. Konnektivit\u00e4t mit Industrie 4.0<\/strong>: Die heutige additive Fertigung nutzt die digitalen Technologien von Industrie 4.0, wie Cloud Computing, Datenanalyse, das Internet der Dinge (IoT), Automatisierungstools und Softwareintegration. Diese Technologien werden direkt auf den Fertigungsprozess angewendet.<\/li>\n
  3. Kompatibilit\u00e4t der Druckmaterialien<\/strong>: Aktuelle additive Fertigungsplattformen arbeiten mit einer breiteren Palette von Materialien, einschlie\u00dflich verschiedener Hochleistungsverbundwerkstoffe und Metalle. Diese neuen Materialien erm\u00f6glichen Anwendungen in neuen Branchen und Industriezweigen.<\/li>\n
  4. ISO\/IEC 27001<\/strong>: Ausgew\u00e4hlte Plattformen f\u00fcr additive Fertigung verf\u00fcgen \u00fcber eine Normen-Zertifizierung (ISO\/IEC 27001), die strenge Standards f\u00fcr Datenschutz, Datensicherheit, Vertraulichkeit, Integrit\u00e4t und Kontrollen gew\u00e4hrleistet. Dadurch wird ein hoher Sicherheitsstandard f\u00fcr den Umgang mit Daten in der additiven Fertigung gew\u00e4hrleistet.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div>
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    Unternehmen die den 3D-Druck nutzen<\/strong><\/p><\/h2><\/div>

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    Aerospace<\/strong>: Gro\u00dfe Erstausr\u00fcster in der Luft- und Raumfahrt setzen die additive Fertigung in ihren Produktionsprozessen ein. Mit dieser Technologie k\u00f6nnen sie ihre Lieferketten optimieren, indem sie stabile und leichte Endverbrauchsteile f\u00fcr Flugzeuge drucken und Werkzeuge schnell und kosteng\u00fcnstig herstellen k\u00f6nnen.<\/p>\n

    Konsumg\u00fcter<\/strong>: Die additive Fertigung wird zunehmend zur Herstellung von Endverbrauchsteilen f\u00fcr Produkte wie Audioger\u00e4te und elektronische Ger\u00e4te eingesetzt.<\/p>\n

    Dental<\/strong>: Zahn\u00e4rzte und Kieferorthop\u00e4den nutzen die additive Fertigung zur Herstellung von Zahnmodellen, Zahnersatz, Zahnspangen und Zahnschienen.<\/p>\n

    Education<\/strong><\/a>: F\u00fchrende Universit\u00e4ten integrieren die additive Fertigung in Laboren, Makerspaces und als Teil ihrer technischen Lehrpl\u00e4ne, um die n\u00e4chste Generation von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Herstellern auszubilden.<\/p>\n

    Energie<\/strong><\/a>: F\u00fchrende Energieversorger verwenden den 3D-Druck, um Teile herzustellen, die die Produktion und Wartung von Windkraftanlagen schneller, einfacher und effizienter machen.<\/p>\n

    Bundes- und Verteidigungsministerien<\/strong><\/a>: Regierungsbeh\u00f6rden wie die U.S. Air Force und die U.S. Army nutzen die additive Fertigung, um Forschung und Entwicklung zu beschleunigen und Probleme in der Lieferkette zu l\u00f6sen. Sie k\u00f6nnen wichtige Teile f\u00fcr den Endverbrauch vor Ort drucken, selbst wenn sie sich an entfernten Standorten befinden.<\/p>\n

    Industrielle Ausr\u00fcstung<\/strong><\/a>: Industrielle Hersteller setzen die additive Fertigung ein, um ma\u00dfgeschneiderte Werkzeuge herzustellen, die Markteinf\u00fchrungszeiten verk\u00fcrzen und Endverbrauchsteile f\u00fcr verschiedene Arten von Maschinensystemen drucken.<\/p>\n

    Medizin<\/strong>: Hersteller von medizinischen Ger\u00e4ten und Ausr\u00fcstungen drucken eine Vielzahl von Teilen in 3D, um den Bedarf an kritischen Lieferketten zu decken. Dies umfasst Tourniquet-Klammern bis hin zur Herstellung von pers\u00f6nlicher Schutzausr\u00fcstung im Kampf gegen COVID-19.<\/p>\n

    Wissenschaft<\/strong>: Hersteller im Bereich Wissenschaft und Labortechnik verwenden die additive Fertigung, um 3D-Teile f\u00fcr verschiedene Laborautomatisierungssysteme herzustellen.<\/p>\n<\/div>

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    Die verschiedenen Fertigungs-Verfahren<\/strong><\/p><\/h2><\/div>

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    Alle unterschiedlichen Additiven Fertigungstechnologien haben denselben Zweck: die Herstellung von 3D-Objekten aus CAD-Konstruktionen durch schichtweises Extrudieren von Material. Es existieren jedoch viele verschiedene Herangehensweisen. Die Additive Fertigung umfasst diverse Verfahren, von denen jedes spezifische Vor- und Nachteile aufweist<\/p>\n

      \n
    1. Fused Deposition Modeling (FDM)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

      Beim Fused Deposition Modeling (FDM\u00ae) oder Fused Filament Fabrication (FFF) wird schichtweise thermoplastisches Filament extrudiert, um das Objekt zu formen. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine Kosteneffizienz sowie die M\u00f6glichkeit, Teile mit hoher Festigkeit, geringem Gewicht, Formstabilit\u00e4t und W\u00e4rmetoleranz herzustellen, aus. Allerdings k\u00f6nnen die resultierenden Teile potenziell anisotrop sein, d.h. ihre Festigkeit kann in unterschiedlichen Richtungen ungleichm\u00e4\u00dfig sein.<\/p>\n

        \n
      1. Binder Jetting<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

        Beim Binder Jetting werden Teile aus pulverf\u00f6rmigen Materialien erzeugt, indem Schichten \u00fcber das Druckbett verteilt werden und anschlie\u00dfend ein fl\u00fcssiges Bindemittel verwendet wird, um das Pulver zu verfestigen. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der Geschwindigkeit, Pr\u00e4zision und Kosteneffizienz. Bei einem Druckvorgang k\u00f6nnen gleichzeitig mehrere Teile hergestellt werden. Allerdings weisen die resultierenden Teile im Vergleich zu anderen additiven Metallherstellungsverfahren eine geringere Festigkeit auf.<\/p>\n

          \n
        1. Stereolithografie (SLA)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

          Die Stereolithografie (SLA) verwendet Schichten eines lichtempfindlichen Fl\u00fcssigkunststoffs, der durch UV-Laserstrahlung geh\u00e4rtet wird, um ein Teil oder Objekt herzustellen. SLA eignet sich gut, wenn Pr\u00e4zision, Detailreichtum, komplexe Formen und Ausr\u00fcstungskosten von Bedeutung sind. Bei gr\u00f6\u00dferen Teilen besteht jedoch die Gefahr des Verziehens, und die resultierenden Objekte weisen eine begrenzte Festigkeit auf.<\/p>\n

            \n
          1. Selektives Lasersintern (SLS)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

            Beim selektiven Lasersintern (SLS) wird ein Laser verwendet, um ein feines Pulvermaterial schichtweise zu sintern und zu verschmelzen. Die Vorteile des SLS sind Pr\u00e4zision und isotrope Festigkeit, d.h. die Festigkeit ist in jeder Richtung gleich. Allerdings sind die Kosten f\u00fcr Maschinen, Wartung und geschultes Personal hoch.<\/p>\n

              \n
            1. Direktes Metall-Lasersintern (DMLS)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

              Das direkte Metall-Lasersintern (DMLS) oder selektive Laserschmelzen (SLM) nutzt einen Laser, um Metallpulver zu schmelzen und schichtweise ein Objekt aufzubauen. Die Vorteile sind stabile mechanische Eigenschaften, eine gro\u00dfe Auswahl an verf\u00fcgbaren Materialien und reproduzierbare Ergebnisse. Allerdings erfordert die Anschaffung und Bedienung der Ausr\u00fcstung Fachwissen und der Prozess zur Erzielung pr\u00e4ziser und funktionaler Teile ist oft aufwendig.<\/p>\n

                \n
              1. Metallische Fused Filament Fabrication (Metal FFF)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

                Die metallische Fused Filament Fabrication (Metal FFF) beinhaltet das Schichten von kunststoffgebundenem Metallpulver, das anschlie\u00dfend durch Entbindern und Sintern in Metall umgewandelt wird. Dieses Verfahren bietet eine gro\u00dfe Auswahl an verf\u00fcgbaren Materialien, Kosteneffizienz, Genauigkeit und die Verwendung von gebundenem Pulver. Allerdings weisen die gedruckten Teile eine dreieckige Auff\u00fcllung auf und sind nicht massiv.<\/p>\n

                  \n
                1. Digitale Lichtverarbeitung (Digital Light Processing, DLP)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

                  Die Digitale Lichtverarbeitung (DLP) \u00e4hnelt der SLA, jedoch wird bei DLP-Druckern die gesamte Schicht gleichzeitig mit einer projizierten Lichtquelle ausgeh\u00e4rtet. Vorteile sind Geschwindigkeit und pr\u00e4zise Herstellung komplexer Designs. Ein Nachteil ist der starke Geruch w\u00e4hrend des Druckvorgangs und das Risiko von Verziehungen bei gr\u00f6\u00dferen Teilen.<\/p>\n

                    \n
                  1. Gerichtete Energieabscheidung (Directed Energy Deposition, DED)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

                    Bei der gerichteten Energieabscheidung (DED) werden Teile aus Metall mit einem Laser aufgebaut. Das Material wird durch eine D\u00fcse aufgetragen und dann mit einem Laser- oder Elektronenstrahl geschmolzen. Die Vorteile sind die M\u00f6glichkeit, gro\u00dfe Metallteile herzustellen und Material zur Reparatur hinzuzuf\u00fcgen. Allerdings sind die Kosten f\u00fcr Ausr\u00fcstung hoch und geschultes Personal erforderlich.<\/p>\n

                      \n
                    1. Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting, EBM)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

                      Beim Elektronenstrahlschmelzen (EBM) wird Metallpulver mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl in einer Vakuumkammer geschmolzen. Dieses Verfahren zeichnet sich durch Geschwindigkeit, Genauigkeit und Festigkeit der hergestellten Teile aus. Es erfordert jedoch gut ausgebildetes Personal.<\/p>\n

                        \n
                      1. Multijet Printing (MJP) oder Material Jetting (MJ)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

                        Beim Multijet Printing werden Tr\u00f6pfchen fotoreaktiven Materials schichtweise aufgetragen und mit UV-Licht verfestigt. Dieses Verfahren erm\u00f6glicht die Verwendung mehrerer Materialien und Farben in einem Teil. Die Nachteile liegen in der Festigkeit und Haltbarkeit der gedruckten Teile.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

                        \u00dcbersee oder doch \u00fcber Nacht?<\/strong><\/p><\/h2><\/div>

                        <\/div>

                        Engp\u00e4sse in der Versorgungskette stellen in der heutigen \u00c4ra eine kritische Bedrohung f\u00fcr den reibungslosen Ablauf der Produktion dar. Die j\u00fcngsten Engp\u00e4sse in der Lieferkette wirken sich weltweit auf Unternehmen aus, die mit beispiellosen Herausforderungen bei der Beschaffung unverzichtbarer Komponenten konfrontiert sind. Ohne die M\u00f6glichkeit, die ben\u00f6tigten Teile schnell intern herstellen zu k\u00f6nnen, k\u00f6nnen Verz\u00f6gerungen im Fertigungsprozess auftreten. Die Verz\u00f6gerungen h\u00e4ngen davon ab, wie lange es dauert, das Teil herzustellen, zu versenden, zu transportieren und zu empfangen. Diese Verz\u00f6gerungen k\u00f6nnen oft mehrere Monate in Anspruch nehmen.<\/p>\n

                        Die Nutzung von additiver Fertigung vor Ort bietet Unternehmen die volle Kontrolle \u00fcber ihre Versorgungsketten. An verschiedenen geografischen Standorten k\u00f6nnen einzelne Drucker aufgestellt werden. Teile, die in einem digitalen Inventar in der Cloud gespeichert sind, k\u00f6nnen dann an jeden 3D-Drucker im Netzwerk gesendet werden. Die richtigen Teile k\u00f6nnen mit erheblich k\u00fcrzeren Vorlaufzeiten als bei herk\u00f6mmlicher Fertigung schnell und pr\u00e4zise gedruckt werden, genau dort, wo und wann sie ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n

                        F\u00fcr Teile, die eine maschinelle Bearbeitung erfordern, k\u00f6nnen Ingenieure durch den Einsatz eines additiven Fertigungssystems zur schnellen Prototyperstellung sicherstellen, dass das maschinell bearbeitete Teil, das Monate sp\u00e4ter geliefert wird, die erwartete Funktion erf\u00fcllt.<\/p>\n<\/div>

                        <\/div>

                        3D-Druck und Industrie 4.0<\/strong><\/p><\/h2><\/div>

                        <\/div>

                        Die additive Fertigung hat sich in den letzten 5 bis 7 Jahren erheblich weiterentwickelt und ist heute eine weitaus effektivere Fertigungstechnologie. Dies l\u00e4sst sich auf zwei Hauptgr\u00fcnde zur\u00fcckf\u00fchren: Zum einen wurden die 3D-Druckmaschinen hinsichtlich Geschwindigkeit, Leistung und Zuverl\u00e4ssigkeit deutlich verbessert, zum anderen hat der Fortschritt der Industrie 4.0-Technologien die Interaktion zwischen Menschen und diesen Maschinen ver\u00e4ndert.<\/p>\n

                        Industrie 4.0 ist im Wesentlichen die umfassende Digitalisierung der Fertigungsindustrie. Dieser Begriff umfasst den industriellen Einsatz von Technologien wie Datenanalyse, k\u00fcnstlicher Intelligenz (KI), Cloud Computing, dem Internet der Dinge (IoT), erweiterte Realit\u00e4t (AR) und virtuelle Realit\u00e4t (VR) sowie Automatisierung<\/a>, und sie spielen eine wichtige Rolle im Konzept der “intelligenten Fabrik”.<\/p>\n

                        Die additive Fertigung ist eine Technologie, die aus dem Konzept der Industrie 4.0 hervorgegangen ist. Sie erm\u00f6glicht die digitale Gestaltung und Produktion von Teilen und automatisiert den Fertigungsprozess. Allerdings ver\u00e4ndern auch die Anwendung anderer Industrie-4.0-Technologien auf die additive Fertigung die Art und Weise, wie Menschen ihre 3D-Drucker nutzen k\u00f6nnen, und dies hat Auswirkungen auf die Zukunft der Automatisierung in der Industrie.<\/p>\n

                        1. Daten<\/strong>:<\/p>\n

                        Eine Vielzahl von fortschrittlichen 3D-Druckern fungiert als Datensammlungszentren, die w\u00e4hrend des Herstellungsprozesses Informationen erfassen und umfangreiche Datenmengen in der Cloud speichern. Diese Daten werden von KI-Algorithmen verwendet, um die automatisierte Entscheidungsfindung zu optimieren, zu erweitern und die Druckqualit\u00e4t zu verbessern.<\/p>\n

                        2. KI<\/strong>:<\/p>\n

                        3D-Drucker k\u00f6nnen kognitive Technologien nutzen, um verschiedene Fertigungsprozesse zu optimieren. Hierzu z\u00e4hlen:<\/p>\n

                        – Hardwareoptimierung zur Steigerung der Druckgeschwindigkeit und -qualit\u00e4t
                        \n– Unterst\u00fctzung bei der Entscheidungsfindung, um herauszufinden, welche Teile den gr\u00f6\u00dften gesch\u00e4ftlichen Nutzen bieten und welche spezifischen Teile am besten f\u00fcr den Druck mit verschiedenen additiven Fertigungsverfahren geeignet sind
                        \n– Automatische Erstellung von Werkzeugen oder Vorrichtungen
                        \n– Simulation des Verhaltens von Teilen unter bestimmten Belastungen noch vor dem eigentlichen Druckprozess<\/p>\n

                        3. Cloud Computing<\/strong>:<\/p>\n

                        Cloud Computing erm\u00f6glicht Unternehmen die Speicherung von Teil-Dateien in digitalen Best\u00e4nden, den Druck auf jedem mit dem Netzwerk verbundenen 3D-Drucker, den automatischen Erhalt von Software-Updates und den Zugriff auf die KI-gest\u00fctzten Funktionen ihrer Drucker.<\/p>\n

                        4. Analyse<\/strong>:<\/p>\n

                        Die Analyse der erfassten Daten bietet Herstellern einen umfassenden \u00dcberblick \u00fcber die Nutzung der additiven Fertigungstechnologie. Hierzu geh\u00f6ren Informationen wie Druckzeiten, Nutzungsstatistiken, Materialverbrauch, hochgeladene Teile pro Woche etc.<\/p>\n

                         <\/p>\n<\/div>

                        <\/div>

                        Additive Fertigung und staatliche Initiativen<\/h2><\/div>
                        <\/div>

                        Im Mai 2022 verk\u00fcndete die Regierung Biden in den USA die Einf\u00fchrung des Programms “Vorw\u00e4rts mit additiver Fertigung” (AM Forward).<\/p>\n

                        Das Hauptziel dieses Programms besteht darin, die modernen Fortschritte in der additiven Fertigungstechnologie zu nutzen, um die Widerstandsf\u00e4higkeit der Lieferkette amerikanischer Hersteller zu st\u00e4rken.<\/p>\n

                        Sieben renommierte US-amerikanische Hersteller (wie GE Aviation, Raytheon, Siemens Energy, Lockheed Martin, Honeywell, Boeing und Northrop Grumman) haben sich dazu verpflichtet, die Integration der additiven Fertigung bei ihren kleinen und mittelst\u00e4ndischen Zulieferern zu beschleunigen. Hierf\u00fcr werden sie vermehrt auf additiv gefertigte Bauteile zur\u00fcckgreifen und gleichzeitig technische Unterst\u00fctzung, Schulungen und Hilfe bei der Umsetzung bereitstellen.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

                        Lernen Sie mehr \u00fcber die Anwendungen mit dem MarkTwo!<\/span><\/h2><\/div>

                        F\u00fcr welche Anwendungen eignet sich welche Endlosfaser? Wie konstruiere ich richtig f\u00fcr den Filament-3D-Druck? Was sagen Anwender dazu und wo finde ich weitere Infos? \u2013 Genau hier sind Sie richtig! Wir haben einige Informationsm\u00f6glichkeiten aufgelistet, \u00fcber die Sie direkt zu den passenden Antworten kommen.<\/span><\/p>\n<\/div>

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                        <\/span><\/div><\/div>

                        Konstruktionsratgeber<\/span><\/h2><\/div>
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                        Dieser Ratgeber soll Ihnen bei der Ideenfindung f\u00fcr bessere Konstruktionsergebnisse Ihrer Bauteile dienen. Speziell ausgelegt auf generative Fertigungsverfahren.<\/span><\/p>\n<\/div>

                        <\/i>Mehr erfahren<\/span><\/a><\/div>
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                        <\/span><\/div><\/div>

                        St\u00e4rker als Aluminium<\/span><\/h2><\/div>
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                        <\/div>

                        Jahrelang musste ein Mittelweg zwischen Festigkeit, Lieferzeit und Kosten akzeptiert werden. Dem kann nun ganz einfach aus dem Weg gegangen werden!<\/span>
                        \n <\/p>\n<\/div>

                        <\/i>Mehr erfahren<\/span><\/a><\/div>
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                        <\/span><\/div><\/div>

                        Anwenderbericht<\/span><\/h2><\/div>
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                        <\/div>

                        In diesem praktischen Anwenderbericht von Kessler Plastics werden mit Hilfe des MarkTwo schnell und einfach (Funktions-)Prototypen gedruckt.<\/span><\/p>\n<\/div>

                        <\/i>Mehr erfahren<\/span><\/a><\/div>
                        <\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":604,"featured_media":20004,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[5780],"tags":[],"class_list":["post-19865","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tips"],"yoast_head":"\nWas versteht man unter Additiver Fertigung?<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der Begriff Additive Fertigung (3D-Druck) beschreibt einen Prozess, wo Bauteile durch das Extrudieren von Material hergestellt werden.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/tips\/was-versteht-man-unter-additiver-fertigung-und-wie-funktioniert-die-technologie\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Was versteht man unter Additiver Fertigung? 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