Additive Fertigungen

Schichtweiser Aufbau statt Werkzeugform

Ausgangspunkt ist ein digitales Modell, das in einzelne Schichten zerlegt und maschinell aufgebaut wird. Anders als bei subtraktiven Verfahren wird Material nicht aus einem Rohteil entfernt, und anders als beim Spritzgiessen oder Blasformen ist kein formgebendes Werkzeug erforderlich. Dadurch lassen sich innenliegende Kanäle, Gitterstrukturen, Hinterschneidungen und individualisierte Geometrien herstellen, die mit konventionellen Verfahren nur eingeschränkt oder mit hohem Werkzeugaufwand umsetzbar sind.

Einsatzfelder in Entwicklung, Musterbau und Kleinserie

Typische Anwendungen sind Designmuster, Pass- und Funktionsprototypen, Gehäuse, Abdeckungen, Montagehilfen, Vorrichtungen sowie Ersatz- und Sonderteile. Additive Fertigungen werden auch genutzt, wenn Bauteile kurzfristig benötigt werden oder wenn Varianten ohne Werkzeuganpassung geprüft werden sollen. Im Vergleich zu klassischen Serienverfahren eignet sich das Verfahren besonders für kleine Stückzahlen, wechselnde Geometrien und Entwicklungsphasen mit mehreren Iterationen.

Verfahren und Teilbereiche von FDM bis Stereolithografie

Unter additive Fertigungen fallen mehrere technisch unterschiedliche Verfahren. FDM verarbeitet thermoplastische Filamente schichtweise und wird häufig für Funktionsmuster und einfache Betriebsmittel eingesetzt. Die Stereolithografie härtet flüssige Photopolymere aus und wird genutzt, wenn feine Details und glatte Oberflächen gefragt sind. Beim selektiven Lasersintern entstehen Bauteile aus Pulvermaterial, oft ohne separate Stützstrukturen. Colorjetverfahren auf Polymergipsbasis werden vor allem für farbige Anschauungsmodelle eingesetzt. Begriffe wie Rapid Prototyping, Rapid Manufacturing und Rapid Tooling beschreiben dabei eher den Einsatzzweck als ein einzelnes Grundverfahren. Selektives Laserschmelzen in Metall (SLM) kann als ergänzende Leistung vorkommen, gehört fachlich jedoch zu den metallischen additiven Verfahren.

Abgrenzung zu CNC, Spritzgiessen und Veredelungsverfahren

Innerhalb der Bearbeitungs- und Verarbeitungsverfahren bilden additive Fertigungen eine eigene Verfahrensgruppe mit digitalem, werkzeuglosem Aufbau. Sie unterscheiden sich von CNC-Bearbeitungen und konventioneller Bearbeitung dadurch, dass das Bauteil aufgebaut statt aus einem Halbzeug herausgearbeitet wird. Gegenüber Spritzgiessen, Extrudieren, Pressen, Kalandrieren oder Blasformen fehlt die werkzeuggebundene Formgebung für hohe Stückzahlen. Beschichten, Bedrucken, Veredeln und Fügen verändern oder ergänzen vorhandene Teile, während additive Fertigungen das Bauteil selbst herstellen.