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3D Basics // Additive Manufacturing Was ist Additive Fertigung? Definitionen, Anwendungen & Potenziale

| Autor / Redakteur: Joscha Riemann / Stefan Guggenberger

Additive Fertigung ist aus den Kinderschuhen herausgewachsen und erobert nun die Industrie. Die wichtigsten Anwendungen, Verfahren, Materialien und eine Marktübersicht finden Sie hier.

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Additive Fertigung erschließt sich immer neue Anwendungsgebiete und wird zunehmend relevant für die Industrie.
Additive Fertigung erschließt sich immer neue Anwendungsgebiete und wird zunehmend relevant für die Industrie.
(Bild: voestalpine Additive Manufacturing Center GmbH )
  • 1. Allgemeine Definition der Additiven Fertigung
  • 2. Welche Anwendungsgebiete hat die Additive Fertigung?
  • 3. Abgrenzung: Additive Fertigung und subtraktive Verfahren
  • 4. Welche Vorteile hat die Additive Fertigung?
  • 5. Welche Nachteile und Hindernisse hat die Additive Fertigung?
  • 6. Welche Fertigungsverfahren gibt es in der Additiven Fertigung?
  • 7. Wie wird Additive Fertigung die Zukunft verändern?
  • 8. Welche Materialien werden in der Additiven Fertigung verwendet?
  • 9. Was bietet der additive Markt? Jobs, Unternehmen & Marktvolumen

1. Allgemeine Definition der Additiven Fertigung

Im industriellen Kontext wird 3D-Druck zumeist als Additive Fertigung (auch Additive Manufacturing) bezeichnet. Die Additive Fertigung eignet sich für die Fertigung von Anschauungs- und Funktionsprototypen (Rapid Prototyping), Endprodukten (Rapid Manufacturing) sowie Werkzeugen und Formen (Rapid Tooling). Gerade im Bereich der industriellen Anwendungen gibt es eine hohe Varianz an Verfahren und Anwendungen, die den spezifischen Anforderungen der Additiven Fertigung geschuldet ist. Zur additiven Fertigung zählen auch Verfahren, die mit dem allgemeinen Verständnis des 3D-Drucks wenig zu tun haben. Beispielsweise beruht das Laserstrahlschmelzen nicht auf Materialextrusion, sondern auf der partiellen Verschmelzung von feinem Pulver in einem Pulverbett. Auch die Anwendungsgebiete der Additiven Fertigung unterscheiden sich grundsätzlich. Beim Rapid Prototyping geht es darum, schnell Anschauungsmodelle herzustellen, an die meist keine hohen Anforderungen gestellt werden. Mit Rapid Tooling werden hingegen hochspezialisierte Fertigungswerkzeuge hergestellt, die extremen mechanischen Anforderungen gerecht werden.

2. Welche Anwendungsgebiete hat die Additive Fertigung?

Im Folgenden stellen wir Ihnen die wichtigsten Anwendungen der Additiven Fertigung vor:

1. Rapid Prototyping (RP):

Wörtlich „schneller Modellbau“, bedeutet ganz allgemein die schnelle und einfache Prototypenherstellung. Es bezeichnet die Gruppe von Techniken im Bereich Additive Fertigung, die verwendet werden, um möglichst schnell und kostengünstig ein maßstabsgetreues Modell eines physischen Teils oder einer Baugruppe als dreidimensionales Modell herzustellen. Rapid Prototyping ist eine der ausgereiftesten Anwendungen für additive Fertigungstechnologien. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, können beim Rapid Prototyping das Design und die Funktionalität des Modells sehr schnell überprüft werden – dadurch kann die Durchlaufzeit reduziert werden.

2. Rapid Tooling (RT):

Bei dieser Methode werden Maschinen- oder Fertigungswerkzeuge mittels additiver Fertigung hergestellt. Zum RT zählt auch der additive Formenbau, mit dem beispielsweise Formeinsätze für Spritzgussteile hergestellt werden. Da traditioneller Werkzeugbau oft komplex, zeitintensiv und teuer ist, greifen immer mehr Hersteller auf additiv gefertigte Tools zurück. Durch die enormen Freiheiten in der Konstruktion, Funktionsintegration sowie die schnellen Entwicklungs- und Fertigungsprozesse, kann Additive Fertigung den Werkzeugbau verbessern. Schnellere Produktionszeiten, kürzere Prozessketten und ein geringerer Materialverbrauch verringern in der Regel spürbar Kosten.

3. Rapid Manufacturing (RM) und Direct Manufacturing (DM):

Rapid und Direct Manufacturing sind Sammelbegriffe für Verfahren, mit denen additive Endprodukte hergestellt werden. Der Fokus bei Rapid Manufacturing und Direct Manufacturing liegt auf der schnellen Entwicklung und Umsetzung der Bauteile. Die 3D-Objekte werden mithilfe von Verfahren wie dem selektiven Lasersintern oder der Stereolithographie direkt aus CAD-Daten produziert. Da keine Werkzeuge oder sonstige Hilfsmittel für Additive Fertigung benötigt werden, sind RM und DM oft deutlich schneller als herkömmliche Verfahren. Rapid Manufacturing beziehungsweise Direct Manufacturing macht vor allem dann Sinn, wenn ein Teil in kleinen Serien produziert wird und außerdem eine Geometrie vorweist, die mit herkömmlichen Methoden nicht oder schwer zu realisieren ist (Bauteiloptimierung). In der Industrie werden die Verfahren häufig zur Ersatzteilfertigung eingesetzt.

4. Rapid Repair (RR):

Mit Rapid Repair ist die Reperatur von beschädigten Werkzeugen oder anderen Objekten gemeint. Anstatt ein defektes beziehungsweise abgenutztes Tool zu entsorgen, lassen sich die beschädigten Stellen durch Additive Fertigung kurzfristig neu aufbauen.

Anwendungsgebiete der Additiven Fertigung

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3. Abgrenzung: Additive Fertigung und subtraktive Verfahren

Additive und subtraktive Fertigung beschreiben grundsätzlich zwei unterschiedliche Herangehensweisen, wie ein Werkstück hergestellt werden kann:

Micelangelo hat seinen berühmten David aus einem mindestens sechs Meter hohen Stück Marmor herausgearbeitet, welches weit über sechs Tonnen schwer war. Mittels 3D-Druck hätte er sich viel Material sparen können, da nur so viel gebraucht wird, wie für die Statue benötigt wird.
Micelangelo hat seinen berühmten David aus einem mindestens sechs Meter hohen Stück Marmor herausgearbeitet, welches weit über sechs Tonnen schwer war. Mittels 3D-Druck hätte er sich viel Material sparen können, da nur so viel gebraucht wird, wie für die Statue benötigt wird.
(Bild: gemeinfrei // unsplash )

Bei der subtraktiven Fertigung wird das Werkstück durch das Abtragen von Material gefertigt, die Fertigung wird aufgrund der abgetragenen Späne auch „Zerspanen“ genannt. Bei der Additiven Fertigung entsteht das Werkstück, indem Schicht für Schicht Material aufgetragen wird (Schichtbauprinzip). Dadurch lassen sich sehr komplexe Strukturen realisieren und es gibt kaum Designbeschränkungen. Mit dem Schichtaufbau gehen auch die Treppenstufeneffekte einher. Dieser Effekt bezieht sich auf die kleinen Abstände zwischen den einzelnen Schichten. Diese Treppenstufeneffekte sind ein Charakteristikum vieler Verfahren im Bereich Additive Fertigung. Sie können durch Verringerung der Schichtdicke reduziert, aber nie ganz beseitigt werden. Bild 2.2 zeigt die Verhältnisse an einem realen Bauteil bei Schichtstärken um 0,125 mm.

Der Unterschied zwischen Additive Fertigung und subtraktive Fertigung lässt sich am Beispiel eines Bildhauers sehr gut beschreiben. Möchte ein Bildhauer eine lebensgroße Marmorstatue anfertigen, braucht er ein entsprechend großes Stück Marmor, um seine Figur mühsam herauszuarbeiten. Möchte man die Statue additiv fertigen, geht man ganz anders vor. Zunächst wird ein 3D-Modell angefertigt. Je nach Bedarf sucht man sich nun das benötigte Baumaterial (z.B. Kunststoff, Metall oder Keramik). Für eine Statue bietet sich ein Steinpulver an, das optisch an weißen Carrara-Marmor erinnert. Nun erzeugt der 3D-Drucker die Statue Schicht für Schicht. Dabei verwendet der Drucker nur so viel Material, wie er für die Statue benötigt.

4. Welche Vorteile hat die Additive Fertigung?

Beim Redesign dieses Greifers konnte das Volumen um 95 % verringert und die Kosten halbiert werden. (links das herkömmliche und rechts das additiv gefertigte Bauteil).
Beim Redesign dieses Greifers konnte das Volumen um 95 % verringert und die Kosten halbiert werden. (links das herkömmliche und rechts das additiv gefertigte Bauteil).
(Bild: VCG )

Gestaltungsfreiheit: Mittels Additive Fertigung können nahezu unendlich komplexe Geometrien gefertigt werden. Viele Restriktionen der klassischen Fertigung werden also aufgehoben. Bei dem hier abgebildeten Industriegreifer konnte das Bauteil durch den Einsatz von AM erheblich verbessert werden: Der verbesserte Greifer hat nur noch 6 % des Volumens des Originalbauteils. Die Kosten pro Sauggreifer wurden von 300 Euro für das traditionelle Werkzeug auf 150 Euro für das 3D-gedruckte Modell gesenkt.

Individualisierung: Additive Fertigung macht Schluss mit Einheitsprodukten. Individuelle Lösungen für Produkte oder Werkzeuge können an spezifische Bedürfnisse angepasst werden. Forschern ist es gelungen additiv gefertigte Herzklappen herzustellen. Diese sind nicht nur komplex sondern stellen auch eine erhebliche Verbesserung dar, weil jede einzelne Herzklappe perfekt an die die persönlichen Anforderungen jedes Patienten angepasst werden kann.

Kostenersparnis: Schnellere Produktionszeiten, kürzere Prozessketten und ein geringerer Materialverbrauch durch Additive Fertigung verringern in der Regel spürbar Kosten. Hinzu kommt, dass weder Guss-Werkzeuge noch CAM-Programme zur Zerspanung erforderlich sind. Eine spanische Großbrauerei setzt Additive Fertigung unter anderem für Werkzeuge ein, dadurch konnten sie die Kosten um durchschnittlich 80 % senken.

Geschwindigkeit: Eine Vielzahl von Prozessschritten klassischer Fertigungsverfahren, die nicht selten Tage oder Wochen in Anspruch nehmen, wird durch Additive Fertigung nicht mehr benötigt. Auch kurzfristige Korrekturen sind schnell möglich. Im Zuge eines Luftfahrt-Forschungsprojektes wurden 500 präzise Bohrkappen in nur 48 Stunden mittels Rapid Manufacturing konzipiert und erzeugt. Mit herkömmlichen Methoden hätte dies vermutlich Wochen gedauert.

5. Welche Nachteile und Hindernisse hat die Additive Fertigung?

Postprocessing in der Additiven Fertigung ist oft aufwendig und benötigt noch viel Handarbeit. (links ein Teil aus dem 3D-Drucker - rechts das Gleiche Teil nachbearbeitet).
Postprocessing in der Additiven Fertigung ist oft aufwendig und benötigt noch viel Handarbeit. (links ein Teil aus dem 3D-Drucker - rechts das Gleiche Teil nachbearbeitet).
(Bild: VCG )

Post Processing (Finishing, Nachbearbeitung):

Um die gewünschte Oberflächengüte zu erhalten, müssen generativ gefertigte Bauteile häufig eine aufwendige Nachbearbeitung (Post Processing) durchlaufen. Gleiches gilt in der Regel, wenn bestimmte Toleranzgrößen eingehalten werden müssen. Vor allem additiv hergestellten Metallteilen kann das Finishing ausgesprochen aufwendig werden.

Nur begrenzt für Massenfertigung geeignet: Obwohl industrielle Druckanlagen immer schnellere Aufbauraten und größere Bauräume haben, brauchen sie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren noch relativ lange, um ein Teil zu erzeugen. In typischen Massenproduktionen, ohne Individualisierung, werden generative Verfahren wohl niemals die wirtschaftlichste Fertigungsmethode sein. Das beste Beispiel hierfür ist die Autoproduktion: Theoretisch könnte ein ganzes Fahrzeug durch Additive Manufacturing erzeugt werden. Dies wäre durch die zahlreichen Komponenten jedoch deutlich zu aufwendig. Deshalb entstehen die meisten Bauteile weiterhin durch konventionelle Fertigungsarten.

Fehlendes Know-How:

Etwa 50 Prozent aller Unternehmen in Industrieländern geben an, dass fehlende Kenntnisse in Design und Umsetzung von additiven Prozessen die Einführung dieser im eigenen Unternehmen scheitern lässt (Ernest & Young, Global 3D Printing Report 2019). Dies liegt zum Teil daran, dass Ingenieure und Fachkräfte sich während ihrer Ausbildung vor allem mit herkömmlichen Fertigungsmethoden befassen und nicht mit dem Schwerpunkt Additive Fertigung.

Investitions- und Betriebskosten:

Laut einer Umfrage, bei der 900 Unternehmen aus Industrieländern weltweit befragt wurden, geben etwa 90 Prozent aller Unternehmen, die keine Additive Fertigung praktizieren, an, dass sie die damit verbunden Kosten scheuen. Speziell die Kosten für die Anschaffung der Maschinen und das benötigte Material machen vielen Unternehmen zu schaffen.

6. Welche Fertigungsverfahren gibt es in der Additiven Fertigung?

Die wichtigsten Verfahrensgruppen der Additiven Fertigung sind Kunststoffdruck (Polymerdruck) und Metalldruck. Sowohl im Kunststoff- als auch im Metalldruck gibt es wiederum etliche spezialisierte additive Verfahren. Dazu gibt es noch Fertigungsverfahren, welche die Vorteile von Additiver Fertigung und subtraktiver Techniken verbinden, sogenannte Hybridverfahren. Zum Beispiel werden komplexe Geometrien mit dem SLM-Verfahren gedruckt und im Anschluss durch klassisch spanende Verfahren auf Genauigkeiten im Tausendstelbereich nachbearbeitet. Im Folgenden finden Sie dich wichtigsten Verfahren im Bereich Additive Fertigung in einer Übersicht:

Selektives Laserschmelzen (SLM)

Selective Laser Melting (SLM), ist ein Verfahren im Bereich Additive Fertigung, bei dem Objekte aus Metall mithilfe von Hochleistungs-Laserstrahlen schichtweise aufgebaut werden. Im Laserfokus wird das Metallpulver bei Temperaturen über 1.000 Grad zu einer hochdichten Struktur verschmolzen. Nachdem eine Schicht geschmolzen wurde, muss diese aushärten. Danach wird die Grundplatte abgesenkt und eine neue Schicht wird aufgetragen. Dieser Prozess wiederholt sich, bis das Werkstück vollständig ist. Da ein stoffdichter Zusammenhalt zwischen und innerhalb der einzelnen Schichten entsteht, wird das Selektive Laserschmelzen auch als Mikroschweißprozess bezeichnet.

Selektives Lasersintern (SLS)

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein Pulverbettverfahren, das für die Herstellung von Prototypen und von fertigen Bauteilen eingesetzt wird. Eine dünne Schicht Kunststoff- oder Metallpulver wird von einem Laser selektiv geschmolzen. Die Teile werden Schicht um Schicht im Pulverbett aufgebaut. Beim Lasersintern weißen die Bauteile aufgrund der partiellen Partikelverbindungen eine größere Porosität auf, als beim SLM-Verfahren. Dafür ist Lasersintern in der Regel schneller als Laserschmelzen, weil die einzelnen Partikel nicht vollständig aufgeschmolzen werden, sondern nur soweit erhitzt, dass sich die Partikel partiell verbinden.

Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Ein ebenfalls pulverbasierter Prozess im Bereich Additive Fertigung ist das Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting). Der Unterschied zu laserbasierten Verfahren steckt in dem namensgebenden Elektronenstrahl. Dieser benötigt ein Vakuum, weshalb der Bauraum vollständig abgedichtet werden muss. Der Elektronenstrahl kann auch geteilt werden, wodurch das Pulver an mehreren Stellen geschmolzen werden kann. Dies stellt einen Vorteil der Produktionsgeschwindigkeit dar, allerdings einen Nachteil für die Produktion von feineren Strukturen, da der Elektronenstrahl breiter als der Laser ist.

Laserauftragsschweißen (LMD)

Bei Laser-Metal-Deposition (LMD) wird Pulver über eine Düse präzise aufgetragen, im Schmelzbad des Lasers geschmolzen und erstarrt direkt nach dem Prozess. Dieses Verfahren ist eine konsequente Weiterentwicklung des traditionellen Auftragschweißens. Besonders gut eignet sich LMD für Reparaturen, Beschichtungsarbeiten, Fügeverfahren oder zur Produktion unterschiedlicher Komponenten. Einzelne Legierungen können vermischt werden um eine Sandwichstruktur durch Additive Fertigung zu drucken.

Binder Jetting (BJ)

Inkjet-Druckköpfe (Tintenstrahl-Druckköpfe) tragen einen flüssigen Kleber auf dünne Pulverschichten. Die Bauplattform wird abgesenkt und die nächste Schicht Pulver darauf geklebt. So entstehen die Bauteile im Pulverbett. Binder Jetting funktioniert mit fast jedem Material, das in Pulverform vorliegt. Um die volle Festigkeit zu erreichen ist nach dem Drucken ein Sinterdurchgang notwendig.

Fused Depostition Modeling (FDM)

Fused Deposition Modeling (auch Filament 3D-Druck oder Fused Filament Fabrication (FFF)) ist ein besonders im Hobbybereich beliebtes Druckverfahren. Aber auch um Bereich Additive Fertigung, also für industrielle Anwendungen, wird Fused Desposition Modeling vor allem für Rapid Prototyping eingesetzt. Beim FDM wird Kunststoff in geschmolzener Form schichtweise auf einer Bauplattform aufgetragen. Hauptsächlich kommen Kunststoffe (PLA, ABS) zum Einsatz. In der Additiven Fertigung wird FDM meist für die Herstellung von Prototypen genutzt. Für Endbauteile liefert dieser Filamentdruck oft nicht die benötigten Eigenschaften (Geringe Komplexität, Genauigkeit und Festigkeit).

Stereolithographie (SLA oder STL)

Stereolithographie wurde 1986 von Charles (Chuk) Hull patentiert und wird weithin als das erstes Verfahren im Bereich Additive Fertigung anerkannt. Ein mit flüssigem Photopolymer (ein Harz) gefülltes Becken dient als Ausgangsbasis des SLA-Verfahrens. Mittels eines UV-Lasers wird das photosensitive Material an den definierten Stellen ausgehärtet. Ist eine Schicht fertig, wird die Plattform entsprechend in der Flüssigkeit heruntergefahren, und der Prozess beginnt von vorn. Da sich das gesamte Werkstück während des Fertigungsprozesses in einem Flüssigkeitsbad befindet, sind Stützstrukturen notwendig. Die Stützen ermöglichen es, komplexe Geometrien mit hoher Präzision zu fertigen, ohne das Überhänge in der Flüssigkeit absinken.

In dieser Playlist finden Sie die wichtigsten Verfahren der Additiven Fertigung nochmals in Videos dargestellt:

7. Wie wird Additive Fertigung die Zukunft verändern?

Aufgrund seiner Vorteile hat Additive Fertigung für einige Branchen disruptives Potential. In diesen Bereichen ergänzt AM nicht nur herkömmliche Verfahren, sondern könnt diese in Zukunft komplett verdrängen.

1. Bioprinting

Unter Bioprinting versteht man die generative Fertigung von lebendigem Gewebe (zum Beispiel Muskeln, Knorpel oder Haut). Forscher der Tel Aviv Universität haben in nur drei Stunden ein menschliches Herz aus Zellen eines Patienten gedruckt. Das Herz ist allerdings nur 2,5 cm lang, also in etwa so groß, wie das Herz eines Kaninchens. Langfristig möchten Forscher mit 3D-gedruckten Organen den Bedarf an Organspenden decken. Bis es tatsächlich so weit ist, dürften noch einige Jahre vergehen. Das enorme Potential von Bioprinting in seinen verschiedenen Ausprägungen ist aber schon jetzt klar zu erkennen.

2. Logistik

Aktuell steigt das weltweite Transportvolumen an Handelsgütern noch. Vor allem die rapide wachsenden Wirtschaften Asiens produzieren Waren, die über den gesamten Globus verteilt werden. Der langjährige Exportweltmeister Deutschland profitiert natürlich auch vom stetigen Güterfluss. Additive Fertigung könnte die Logistikbranche aber nachdrücklich verändern, indem sie den Transport vieler Waren unnötig macht.

Als erster Logistikdienstleister bietet DB Schenker umfangreiche Services im Bereich der Generativen Fertigung an. 3D gedruckte Teile müssen von DB Schenker nicht mehr um die Welt transportiert werden, sondern werden einfach dort gedruckt, wo sie gebraucht werden.

3. Dentalmedizin

Kaum eine Industrie integriert additive Technologien so nahtlos und effektiv wie der zahnmedizinische und der zahntechnische Bereich. Gegenüber bisherigen Verfahren (z.B. Fräsen oder Gießen) bietet Additive Fertigung viele Vorteile. Einer der wichtigsten: Sie spart Platz. So kann auf engstem Raum genau die Geometrie aufgebaut werden, die der Patient benötigt. Außerdem produzieren herkömmliche Verfahren bis zu 50 Prozent Ausschuss. Ein Drucker verwendet in der Regel nur so viel Pulver, wie es das Bauteil erfordert. Überschüssiges Pulver kann der Zahntechniker am Ende des Druckvorgangs wiederverwenden. Das spart Geld und schont die Umwelt. Hinzukommt, dass Additive Fertigung zeitsparender ist. Ein Zahntechniker schafft es, in drei Stunden etwa sechs Zahneinheiten herzustellen. Im gleichen Zeitraum kann ein 3D-Drucker bis zu 70 Teile fertigen.

Zukunftsprojekte der Additiven Fertigung

8. Welche Materialien werden in der Additiven Fertigung verwendet?

Additive Fertigung kann grundsätzlich jeden Werkstoff verwenden, der verklebt, verschweißt oder geschmolzen werden kann. Für Generative Fertigungsverfahren werden vor allem Metalle, Kunstharze, Polymere, Sand und Keramik verwendet. Im Folgenden haben wir die wichtigsten Materialbeschaffenheiten der Additiven Fertigung zusammengefasst:

Pulver

Die Verwendung von Pulvern, in Form von Pulverbettverfahren, ist vor allem bei industriellen Anwendungen verbreitet. Dazu zählen das Selektive Laserschmelzen (SLM) und das Selektive Lasersintern (SLS). Bei den Pulverbettverfahren werden Metallpulver oder Polymerpulver schichtweise verklebt, verbacken oder verschmolzen. Welches Pulver für welche Anwendung geeignet ist, hängt von vier maßgeblichen Faktoren ab: Korngröße, Korn-Rundheit, Porosität und vom Fertigungsverfahren. Bei pulverbasierten Verfahren bietet sich die Verwendung von mehreren Materialien (Multimaterialdruck) an. Durch den schichtweisen Aufbau können funktionsoptimierte Übergänge zwischen den Materialien gedruckt werden. Außerdem ist die Verwendung von Kompositwerkstoffen (Verbundwerkstoffe) möglich.

Granulat (Kunststoff)

Druckbare Granulate haben einen deutlich größeren Durchmesser als Pulver, wenn sie für Additive Fertigung verwendet werden, und können auch nicht in einem Materialbett verarbeitet werden. In der Regel werden Kunststoffgranulate verwendet. Kunststoffgranulat kostet weniger als andere Werkstoffe, weil Standard-Granulat verwendet werden kann und kein spezialisiertes Filament oder Pulver. Mit Granulat können also große Werkstücke kostengünstig aufgebaut werden. Das Granulat wird im Drucker geschmolzen und durch die heiße Düse ausgebracht. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Prozessgeschwindigkeit, die mit Granulat möglich ist. Für hochpräzise und stark belastete Bauteile (z.B. Fertigungswerkzeuge ist Polymergranulat allerdings nicht geeignet.

Filament

Der Begriff Filament bezeichnet im Bereich Additive Fertigung thermoplastische Kunststoffe, die in Fadenform auf Rollen konfektioniert werden. Filamente sind die am weitesten verbreiteten Materialien im privaten 3D-Druck und in der Additiven Fertigung. Mittlerweile gibt es unzählige spezialisierte Filamente, die teilweise für ein einziges Projekt entwickelt wurden. Im Hobbybereich ist PLA (Polyactic Acid) aufgrund seiner niedrigen Schmelztemperatur am verbreitetsten. Im der Industrie dominiert dagegen ABS (Acrylonitril-Butadien-Styrol-Copolymer), wegen seiner gegenüber PLA besseren Materialeigenschaften. In der Industrie werden außerdem Kompositfilamente verwendet, die aus mehreren Materialien bestehen. Ein beliebtes Verbundmaterial ist die Kombination von PLA und Kupfer. Verbundmaterialien ermöglichen es Bauteile zu erzeugen, die sowohl die positiven Eigenschaften von zum Beispiel Kuper haben (Leitfähigkeit, Elastizität) aber auch die Vorteile von PLA haben (Langlebigkeit, Belastbarkeit).

Flüssigkeiten

Für Additive Fertigung geeignete Flüssigkeiten werden im Allgemeinen als Resins bezeichnet. Die Resins bestehen aus Kunstharzen (Epoxys oder Acrylate). Typische Verfahren für flüssige Harze sind SLA, DLP und DUP. Bei diesen befindet sich das Resin meist in einem Flüssigkeitstank und wird unter der Einwirkung von UV-Licht schichtweise ausgehärtete. So können sehr präzise Bauteile mit einer hohen Oberflächenqualität aufgebaut werden.

Draht

Draht- oder strangförmige Baumaterialien für Additive Fertigung, werden durch erhitzte Düsen extrudiert und in zeilenförmigen Bahnen Schicht für Schicht aufgebaut. Die so erzeugten Teile erhalten ihre Stabilität durch Aufschmelzen auf bereits gefertigte Schichten. Das metallische Material wird durch einen oder mehrere Extrusionsköpfe aufgetragen. Drahtbasierte Verfahren konkurrieren häufig mit pulverbasierten Verfahren. Im Vergleich zu Pulverbettverfahren haben drahtbasierte Verfahren vergleichsweise schnelle Aufbauraten. Im Unterschied zu Filamenten, welche auf Polymeren basieren, bestehen Drähte aus metallenem Material.

9. Was bietet der additive Markt? Jobs, Unternehmen & Marktvolumen

Der Markt für Additive Fertigung wächst rasant und wird immer vielfältiger. Mit unserem Marktcheck geben wir Ihnen einen Überblick der wichtigsten Unternehmen und deren Tätigkeitsbereiche. Außerdem beleuchten wir Marktvolumen und Zukunftsprognosen. Speziell für den Deutschen Raum haben wir zusammengestellt, welche Arbeitnehmerprofile gefragt sind.

Den vollständigen MISSION ADDITIVE Marktcheck finden Sie hier:

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