Additive Fertigung – Definition, Vorteile und Anwendungsbereiche

Was ist Additive Fertigung?

Additive Fertigung, oft auch als 3D-Druck bezeichnet, ist ein innovativer Produktionsprozess, bei dem Materialien schichtweise hinzugefügt werden, um dreidimensionale Objekte zu erstellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen subtraktiven Fertigungsmethoden, bei denen Material entfernt wird, ermöglicht die additive Fertigung die Herstellung komplexer Geometrien und individualisierter Produkte mit minimalem Materialverlust.

Vorteile der Additiven Fertigung

1. Designfreiheit: Ermöglicht die Herstellung komplexer und individueller Formen, die mit traditionellen Methoden schwer oder gar nicht realisierbar sind.
2. Materialeffizienz: Minimiert den Materialverbrauch, da nur das benötigte Material verwendet wird, was zu geringeren Abfallmengen führt.
3. Schnelle Prototypenerstellung: Verkürzt die Zeit von der Konzeptentwicklung bis zur Fertigung, wodurch schnelle Iterationen und Markteinführungen ermöglicht werden.
4. Kosteneffizienz bei Kleinserien: Rentabel für die Produktion von Kleinserien oder Einzelstücken, da keine teuren Werkzeuge oder Formen erforderlich sind.
5. Leichtere Bauteile: Durch den gezielten Materialeinsatz können leichtere und gleichzeitig stabile Bauteile gefertigt werden, was insbesondere in der Luft- und Raumfahrt von Vorteil ist.

Anwendungsbereiche der Additiven Fertigung

1. Luft- und Raumfahrt: Herstellung von leichten und hochfesten Komponenten, die den Treibstoffverbrauch und die Emissionen reduzieren.
2. Medizintechnik: Produktion von maßgeschneiderten Implantaten, Prothesen und chirurgischen Instrumenten, die perfekt an die Bedürfnisse der Patienten angepasst sind.
3. Automobilindustrie: Fertigung von Prototypen, Werkzeugen und sogar Endbauteilen, die zu einer Reduzierung der Produktionszeiten und -kosten führen.
4. Konsumgüter: Individualisierte Produkte wie Schmuck, Schuhe und Haushaltsgegenstände, die auf die spezifischen Anforderungen der Kunden zugeschnitten sind.
5. Architektur und Bauwesen: Erstellung von maßstabsgetreuen Modellen und sogar ganzen Gebäudestrukturen durch großformatigen 3D-Druck.

Technologien der Additiven Fertigung

1. Fused Deposition Modeling (FDM): Schmelzen und Extrudieren von Thermoplasten durch eine Düse, die das Material schichtweise aufträgt.
2. Stereolithografie (SLA): Nutzung eines Lasers, um flüssiges Harz zu härten und Schichten zu bilden.
3. Selective Laser Sintering (SLS): Einsatz eines Lasers, um pulverförmiges Material zu schmelzen und Schichten zu verbinden.
4. Electron Beam Melting (EBM): Verwendung eines Elektronenstrahls, um Metallpulver zu schmelzen und feste Teile zu formen.
5. Digital Light Processing (DLP): Nutzung von Lichtprojektion, um flüssiges Harz zu härten und Schichten zu erzeugen.

Additive Fertigung und OEE

Overall Equipment Effectiveness (OEE) misst die Effizienz und Produktivität von Fertigungsanlagen anhand der Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Die additive Fertigung kann OEE erheblich verbessern:

• Verfügbarkeit: Durch den Einsatz additiver Technologien können Ausfallzeiten reduziert werden, da keine aufwändigen Werkzeugwechsel oder Umrüstungen erforderlich sind.
• Leistung: Additive Fertigung ermöglicht eine schnelle und flexible Produktion, wodurch die Leistung der Fertigungsanlagen gesteigert wird.
• Qualität: Die Präzision und Wiederholgenauigkeit der additiven Fertigung sorgen für hohe Qualitätsstandards und reduzieren Nacharbeit und Ausschuss

Fazit

Additive Fertigung revolutioniert die Art und Weise, wie Produkte entworfen, entwickelt und hergestellt werden. Sie bietet zahlreiche Vorteile, von der Designfreiheit über die Materialeffizienz bis hin zur schnellen Prototypenerstellung und Kosteneffizienz bei Kleinserien. Durch die Integration in moderne Fertigungsprozesse können Unternehmen ihre Gesamtanlageneffektivität (OEE) verbessern und ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Erfahren Sie mehr darüber, wie die additive Fertigung die Produktionsprozesse revolutioniert und welche Vorteile sie für Ihr Unternehmen bieten kann.