Additive Fertigungstechnologie
Charakterisierung additive Fertigung
Additive Fertigung (engl. Additive Manufacturing = AM) oder 3D-Druck, manchmal auch generative Fertigung genannt, ist eine aufstrebende Fertigungstechnologie. Mit der AM-Technologie können digitale Daten direkt in ein reales Produkt umgewandelt werden. Auf den ersten Blick erscheint das additive Fertigungsverfahren sehr kurz und einfach: Es wird eine Software für die rechnergestützte Konstruktion (CAD) verwendet, um ein physisches Objekt zu beschreiben. Die digitalen Daten werden an einen speziellen 3D-Drucker übergeben, der das Teil direkt herstellt.
Aber was so lapidar klingt, birgt viele Herausforderungen...
Es gibt mehrere unterschiedliche Drucktechnologien. Alle haben gemeinsam, dass sie 3D-Objekte aufbauen, indem sie Material entweder schichtweise oder durch Deposition entlang eines Pfades hinzufügen. Die diversen Druckprozesse nutzen verschiedene Materialien (Sand, festen oder flüssigen Kunststoff, zahlreiche Metalle) und verschiedene Methoden zum Schichtaufbau (z. B. Laser- oder Elektronenstrahl zum Schmelzen oder Sintern des Metallpulvers).
Typische Branchen und Anwendungsfelder
Es gibt vielfältige Anwendungsgebiete für die additive Fertigung – hier konzentrieren wir uns auf die industrielle Anwendung der additiven Metallfertigung (Metall-AM).
Metalle sind das am schnellsten wachsende Segment des 3D-Drucks. Metalldruck wird immer häufiger verwendet, um Endprodukte herzustellen für:
- Luft- und Raumfahrtindustrie & Zulieferer
- Automobilindustrie & Zulieferer
- Maschinenbau (z. B. Turbinen, Sondermaschinen)
- Medizinische Implantate (Zahnmedizin, Orthopädie)
- Transporttechnik und Robotik
- Lifestyle & Sport (z. B. Schmuck, Fahrradteile)
- Spezialanfertigungen (z. B. Ersatzteile für Oldtimer, chirurgische Instrumente)
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Additive Fertigung von Fahrradrahmenteilen - ein Projekt von Renishaw mit Empire Cycles (Quelle: Renishaw) -
Einzel-Auspuffkrümmer aus Nickellegierung (Quelle: Renishaw) -
Halterung Originalteil (Quelle: Fraunhofer) -
Fahrrad-Tretlager (Quelle: NDES)
Die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigungsindustrie sind die wichtigsten Erstanwender der AM-Technologie – sie gehen als erste den Schritt von kleinen Forschungsprojekten zur Sereinfertigung. Airbus, GE, Norsk Titanium, Alcoa und andere haben bereits mit der Serienfertigung begonnen oder investieren in große Produktionsanlagen für die AM.
In der Automobilindustrie wird der 3D-Druck seit Jahren für die schnelle Prototypenentwicklung verwendet, in der Vorserienfertigung oder für die Herstellung vollständiger Anschauungsmodelle. Führende Autohersteller experimentieren mit dem Einsatz der AM-Technologie. Erste Anwendungsbereiche könnten die Kleinserien- oder Einzelteilfertigung sein.
Anwendungsfelder Additive Fertigung
Pulverbettschmelzverfahren
Simufact Additive unterstützt die Simulation von Pulverbettschmelzverfahren, auch bekannt unter:
- Selektives Laserschmelzen (SLM)
- Direktes Metall-Lasersintern (DMLS) - eine EOS-Technologie
- LaserCUSING® - eine Concept Laser-Technologie
Laserauftragschweißen (Direct Energy Deposition)
Simufact Welding unterstützt die Simulation von Laserauftragschweißverfahren, auch bekannt unter:
- Laser Metal Deposition (LMD)
- Direct Metal Deposition (DMD)
- Laser Cladding
Simulation von Metall Binder Jetting
Simufact Additive bietet die erste dedizierte Simulationslösung für das Metall Binder Jetting-Sintern, die sich auf den Verzug durch den Post-Build-Sinterprozess und dessen automatisierte Verzugskompensation konzentriert.
Vorteile von Metal Binder Jetting
- Keine Stützstrukturen erforderlich
- große Mengen von Teilen mit minimalen Abständen gedruckt
- Geeignet für größere Losgrößen als Pulverbettschmelzverfahrenes
Unsere Softwarelösung für additive Fertigung
Nutzen Sie unsere Softwarelösung, um Ihre AM Prozesse zu optimieren!
Simufact Additive ist eine leistungsstarke und skalierbare Softwarelösung für die Simulation metallbasierter additiver Fertigungsprozesse.
Mit der Softwarelösung Simufact Additive lassen sich typische Aspekte und Herausforderungen in der additiven Fertigung wie
- Verformung des fertigen Teils berechnen und Verzüge reduzieren / vermeiden
- Eigenspannungen minimieren
- Orientierung des Schichtaufbaus optimieren
- Stützstruktur optimieren
- Den Einfluss der Wärmebehandlung, dem Entfernen der Grundplatte sowie der Stützstrukturen auf das Bauteil analysieren
- Material- und Energiekosten reduzieren
- Kostenabschätzung für einzelne Bauteile sowie für einen kompletten Baujob hinsichtlich u. a. Material-, Druckkosten sowie nachgelagerte Prozesse wie eine Wärme- oder Oberflächenbehandlung
- Produktivität von Maschinen und Arbeitskräften erhöhen und nicht notwendige Kosten reduzieren, indem reale durch virtuelle Versuche ergänzend genutzt oder gar ersetzt werden
In Zukunft können auch
- Vorhersage der Mikrostruktur
- Versagen der Teile kritierenbasiert anzeigen
analysieren und optimieren.
Für eine funktionale Betrachtung von Simufact Additive, lesen Sie hierzu unsere Produktbeschreibung:
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