Layerwise Mit Additive Manufacturing erfolgreich in Serie produzieren

Generative Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing) mit Metallen haben heute das Potenzial für den Einsatz in Serienanwendungen. Um jedoch solche neuen Verfahren erfolgreich einzusetzen, sind einige Fakten zu berücksichtigen – sowohl in der Konstruktion selbst als auch bei den Bauteilanforderungen.

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Der Begriff Additive Manufacturing beschreibt die Familie der generativen Fertigungsmethoden, die im Metallbereich als SLM (Selective Laser Melting) oder EBM (Electro Beam Melting) bezeichnet werden. Um diese Verfahren erfolgreich nutzen zu können, sind einige Punkte zu berücksichtigen: So bietet sich bei Produkten, die man heute mit konventionellen Methoden fertigen lässt, bei einer direkten Umsetzung mit generativen Fertigungsmethoden in der Regel nur wenig Potenzial. Werden bei der Herstellung Werkzeuge benötigt, kommt es auf die zu produzierende Menge an, ob sich vielleicht doch Additive Manufacturing (AM) lohnt. Bei der Entscheidung sollte ein ganzheitlicher Ansatz im Mittelpunkt stehen, also nicht nur das eine Bauteil, sondern die Baugruppe und auch die Lebensdauerkosten betrachtet werden. Eine Rolle bei dieser Betrachtung spielt auch das geringere Materialvolumen, das beim AM benötigt wird. Zudem müssen sich potenzielle Nutzer dieser Verfahren zwei Fragen stellen: Können Mehrwerte durch AM generiert werden und welche Genauigkeitsanforderungen und Oberflächenqualitäten werden wirklich benötigt?

Additiv gefertigter 3D-Körper steht einem Halbzeug in nichts nach

Im Gegensatz zu subtraktiven Fertigungsverfahren ist Metallpulver die Basis beim AM. Dieses wird in dünnen 2D-Schichten mithilfe eines Lasers geschmolzen. Durch „Aufeinanderstapeln“ dieser Schichten entsteht ein 3D-Körper dessen Materialeigenschaften einem Halbzeug in nichts nachstehen.

Im Fertigungsprozess wird jeder Raumpunkt mit dem Laser erreicht und so kann entschieden werden, ob dort massives Material erzeugt wird oder nicht. Dies ermöglicht freie Formgebung, filigrane Strukturen, Hinterschnitte und Hohlräume – Einschränkungen durch die Zugänglichkeit für Werkzeuge oder die Geometrieabhängigkeit in der Gestaltung von Gussteilen entfallen.

Als Werkstoffe stehen heute Edelstähle, Werkzeugstähle, Super Alloys wie beispielsweise Inconel 718, Titan und Titanlegierungen, Kobald-Chrom-Stahl, aber auch Wolfram und Tantal zur Verfügung. Diese Palette wird kontinuierlich erweitert.

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