Additive Fertigung

Die additive Fertigung umfasst alle Fertigungsverfahren, bei denen das Volumen eines Objekts element- oder schichtweise durch Auftragen von Material oder direkt dreidimensional nach der Vorlage eines digitalen Computermodells aufgebaut wird. Diese Verfahren arbeiten im Vergleich zu konventionellen Fertigungstechniken ohne die Anwendung von Werkzeugen und formlos.

Während bspw. bei der spanenden Bearbeitung wie Fräsen Material entfernt wird, wird das Bauteil bei additiver Fertigung Schicht für Schicht aufgebaut. So können auch geometrisch komplexe Strukturen mit einer Vielzahl an Materialien (Kunststoffe, Metalle, Keramiken, Beton etc.) produziert werden. Die Fertigungsweise ist vor allem für die Herstellung von individuellen Produkten oder die Fertigung von Ersatzteilen für ältere Produkte geeignet. In der Industrie werden additive Verfahren für die Herstellung von Prototypen (Rapid Prototyping), von Werkzeugen (Rapid Tooling) und von Bauteilen (Rapid Manufacturing) produktiv eingesetzt.

Es gibt mehrere additive Verfahren, die in der Industrie zum Einsatz kommen. Beim pulverbettbasierten additiven Verfahren (z. B. Selective Laser Melting) wird pulverförmiges Material (z. B. Keramik, Metall) als dünne Schicht auf die Arbeitsfläche gegeben und mit einem Laser aufgeschmolzen. Diese Schicht erstarrt, verbindet sich mit den umliegenden Schichten und verfestigt sich anschließend. Es kann erneut Pulver aufgebracht werden und der Ablauf wird wiederholt. Beim Extrusionsverfahren (z. B. Fused Layer Modelling/Manufacturing) wird ein thermoplastischer Kunststofffaden über eine Düse geschmolzen und geometrisch genau definiert abgelegt. Im Photopolymerisationsverfahren (z. B. Poly-Jet Modelling) hingegen können flüssige Photopolymere mithilfe von UV-Strahlung punktförmig oder schichtweise mit der Bauplattform verbunden werden und verfestigen sich.

Durch die additive Fertigung können Energie und Ressourcen eingespart werden, da komplexe Strukturen und neue Leichtbaukonzepte umgesetzt werden können. Durch den gezielten Einsatz von Materialien können Ressourcen eingespart und Abfälle vermieden werden. Zudem können durch die Fertigung nach Bedarf Lagerkosten gespart, Überproduktion vermieden und Transportwege verringert werden.

Synonym(e):

Generative Fertigung, Rapid-Technologie

Englische Übersetzung(en):

additive manufacturing, rapid prototyping