branchengeschehen

Verfahren im Überblick

Ständig kommen neue Anbieter für Maschinen und Materialien auf den Markt. Für den möglichen Nutzer ist die Vielfalt nahezu unüberschaubar geworden. Umso wichtiger scheint es die unterschiedlichen Verfahren in ihrem Leistungsvermögen, und damit in ihrem möglichen Anwendungsspektrum zu unterscheiden. Der Verfahrensüberblick soll einen Hinweis darauf geben, welche Verfahren verfügbar und wie sie im industriellen Umfeld einzuordnen sind. Von Georg Schöpf, x-technik

Wer hätte gedacht, dass sich die Additive Fertigung in diesem Ausmaß verändert. War man sich vor zwei Jahren noch nicht sicher, welche Verfahren sich in der industriellen Fertigung durchsetzen werden, so haben wir es heute mit einer steigenden Zahl von Anbietern und Technologien zu tun. Deutlich erkennbar beispielsweise am FFF-Verfahren, also die Fused Filament Fabrication, durch die ein Hype im Consumer-Umfeld ausgelöst wurde und in den allgemeinen Medien schon gemunkelt wurde, man würde wohl bald alles selbst zu Hause ausdrucken können. Die Realität sieht wahrlich anders aus und auch der Letzte dürfte begriffen haben, dass es ganz so einfach nun doch nicht ist.

Revival totgesagter Verfahren

Nach Abklingen des Hypes wurde dann gemunkelt, dass das FFF-Verfahren aufgrund Materialanisotropie kaum für die industrielle Fertigung auf Dauer nutzbar sei. Jedoch ist es den Maschinenherstellern gelungen, die Prozesse zu verbessern, die Materialien anzupassen und somit brauchbare Ergebnisse mit Anisotropien unter zehn Prozent zu realisieren, was zu einer Renaissance des Verfahrens führte.

Entwicklungen im Materialumfeld haben sogar dazu geführt, dass man heute in der Lage ist, metallbefülltes Filament in diesem Verfahren zu verarbeiten und somit nach einem nachgeschalteten Sinterprozess Metallbauteile definierter Materialgüten zu erhalten. Somit wird das Verfahren auch industriell interessant und Maschinenherstellern gelingt es, die Bauqualität hinsichtlich Detaillierungsgrad, Oberflächenqualität und Genauigkeit weiter zu verbessern. Mittlerweile ist in diesem Umfeld auch die Bereitstellung von Maschinen mit großem Bauraum gängig. Man sieht, die Entwicklungen bewegen sich sowohl im Maschinen- als auch im Materialumfeld.

Steigende Leistungsfähigkeit

Auch in den anderen Verfahren, wie Stereolithographie, Selektives Lasersintern und Laser Beam Melting, gehen die Entwicklungen rasant weiter. Sowohl in der Maschinentechnologie als auch im Materialbereich werden stetig Verbesserungen und Innovationen sichtbar. Bauraten, Oberflächen- und Bauteilqualitäten steigen und die Verarbeitungsprozesse erreichen ausreichend konsistente Ergebnisse. Leider lassen sich Prozesse noch immer nicht auf einfache Weise skalieren und größere Bauräume führen zu massiven Veränderungen in den Prozessanforderungen.

Hybride als Lösung?

Auch im Bereich der Werkzeugmaschinenhersteller für konventionelle, zerspanende Fertigung gibt es vielfache Bestrebungen, auf bestehenden Maschinen mithilfe von Laserauftragsköpfen oder anderen Cladding-Verfahren den Zusatznutzen der Additiven Fertigung unterzubringen. Die Auftragsköpfe werden, getrieben durch die Anforderungen aus der Industrie, hinsichtlich Präzision und Auftragsleistung stetig weiterentwickelt und auch die nutzbare Materialbandbreite vergrößert sich zunehmend. Speziell die Möglichkeit innerhalb relativ kurzer Zeit einen Materialwechsel durchzuführen und somit zahlreiche Materialkombinationen auf ein und demselben Werkstück zu realisieren, wird von der Industrie mit großem Interesse verfolgt. Allerdings gibt es auch kritische Betrachtungen in diesem Bereich. Werden additive mit zerspanenden Operationen in einer Maschine kobiniert, kann sich das beispielsweise negativ auf die Gesamtperformance der Maschine auswirken.

Neben der Weiterentwicklung der bestehenden Verfahren ist aber auch erkennbar, dass Neuentwicklungen auf den Markt drängen, die mit neuen Dimensionen hinsichtlich Auftragsleistung, Bauraum, Materialkombination oder Genauigkeit aufwarten können. Oftmals handelt es sich dabei um Abwandlungen bestehender Verfahren, bei denen durch beispielsweise stark veränderte Viskosität des Baumaterials und eine Modifikation des Auftragskopfes eine wesentlich höhere Auftragsleistung erreicht werden kann und dadurch im Grunde ein neues Verfahren entsteht, das zuweilen sogar eine Kombination aus verschiedenen Verfahrensklassen darstellt, was eine eindeutige Zuordnung wiederum schwierig macht.

Prozessklassen für Verfahrenszuordnung

Im Bestreben, Ordnung in die Vielfalt der Verfahren zu bringen, wird seitens DIN und ISO sowie ASTM viel unternommen, um eine klare Nomenklatur in den Verfahren zu erzielen. Die sieben Prozessklassen, die daraus entstanden sind und in der DIN EN ISO/ASTM 52900 festgehalten wurden, bilden eine gute Grundlage, um bestehende und neu entstehende Verfahren zuzuordnen. In der Verfahrensübersicht wurde versucht, sämtliche verfügbare Verfahren in diese Prozessklassen einzuordnen. Bei den gängigen Technologien gelingt dies verhältnismäßig einfach, da die Prozessklassen im Wesentlichen daraus abgeleitet wurden. Bei neu entstandenen Verfahren ist dies jedoch zuweilen bedeutend schwieriger.

Das Beispiel FDM zeigt, dass sich die Verfahren weiterentwickeln. Mittlerweile lassen sich auch im FDM akkurate Geometrien mit sauberen Oberflächen erzeugen.

Das Beispiel FDM zeigt, dass sich die Verfahren weiterentwickeln. Mittlerweile lassen sich auch im FDM akkurate Geometrien mit sauberen Oberflächen erzeugen.

3D Druck vs. Additive Fertigung

Allein schon die Tatsache, dass im allgemeinen Sprachgebrauch, meist aus Bequemlichkeit, statt dem treffenderen Begriff „Additive Fertigung“ schlicht 3D Druck gesagt wird, zeichnet schon ein Bild davon, wie schwierig es ist, eine einheitliche Sprache zu finden. Selbst in Gremien, die sehr dicht am Bereich Forschung und Lehre sowie Normen und Richtlinien agieren, wird meist davon gesprochen Metallteile zu „drucken“ oder eben von 3D gedruckten Teilen gesprochen. Hier sollte möglicherweise wesentlich mehr Wert darauf gelegt werden, zumindest in Fachkreisen einen eindeutigen Sprachgebrauch zu wählen. Dass Verbände und auch akademische Einrichtungen ob der Einfachheit des Begriffes gerne 3D-Druck als Beschreibung nutzen, ist durchaus kritisch zu betrachten, hat es doch im Bereich Verbände zu einer Stilblüte geführt, die nachdenklich machen sollte. So wurde aufgrund des Begriffes 3D-Druck der Themenbereich Additive Fertigung beim VDMA der Sparte Druck und Papier zugeordnet. Dies lässt erkennen, dass Nomenklatur im Bereich technischer Lösungen durchaus von Bedeutung ist und es als wichtig erscheint, bei der Namensgebung sowie der Begriffsnutzung Sorgfalt walten zu lassen. Unübersichtlicher wird die Sache noch dadurch, dass unterschiedliche Maschinenhersteller für ein und dasselbe Verfahren häufig proprietäre Namen zu etablieren versuchen, um sich gegenüber dem Wettbewerb abzugrenzen. Hier sei ein Appell an die Maschinenhersteller gerichtet, in ihren Unterlagen und Beschreibungen neben den selbstgewählten Begriffen auch die eindeutigen, in den Prozessklassen von DIN, ISO und ASTM zugeordneten, Verfahrensnamen mit zu verwenden.

Filtern

Suchbegriff

Unterkategorie

Firmen

Inhaltstyp

Firmentyp

Land