3D-Druck – Additive Verfahren im Musterbau
Designmodell im 3D-Druck herstellen
Der 3D-Druck ist in den letzten Jahren als generatives Fertigungsverfahren oder auch additives Verfahren bekannt geworden. Parallel zur Verbreitung der 3D-CAD-Technologie haben sich diese Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus 3D-Daten etabliert.
3D-Drucker als Tischgerät
Ein 3D-Drucker bildet räumliche Körper aus dünnen Schichten. Ähnlich wie ein herkömmlicher Drucker Farbe auf Papier aufträgt, schichtet er Material. Schicht für Schicht baut er den Körper auf.
3D-Metalldrucker als Standgerät
Verschiedene Musterverfahren sind mit 3D-Druck kombinierbar. So lassen sich Werkzeugeinsätze für Spritzgusswerkzeuge aus Aluminium oder Stahl auch drucken.
Urmodelle für den Vakuumguss lassen sich aus stabilen Materialien drucken und sind somit durch Silikonformen besser reproduzierbar.
Bauarten & Funktionsprinzipien
Verschiedene Vorgehensweisen zur Herstellung von Körpern aus formlosen Medien sind bekannt:
- Flüssigkeiten werden selektiv ausgehärtet
- Pulver werden selektiv gesintert
- Aufgeschmolzenes Material wird aufgetragen
- Feste Partikel werden aufgetragen
Bei der Prototyp- und Musterherstellung sind diese Verfahren in den 1990er-Jahren bekannt geworden. Die Medien haben den Bekanntheitsgrad erhöht, seit 2010 wurden erste 3D-Drucker für den Heimbedarf angeboten.
Bemerkenswert ist die Geschwindigkeit, mit der ständig neue Verfahren und Bauarten zum 3D-Druck entwickelt werden. So ist beispielsweise inzwischen der Druck von Hartmetall entwickelt. Beliebige Bauteile aus Werkzeugstahl oder Edelstahl werden in hoher Genauigkeit gedruckt.
Teile aus technischen Kunststoffen entstehen voll funktionsfähig in hohem Detaillierungsgrad im 3D-Drucker. Elastomere sind druckfähig wie auch Hybridteile.
Vorteile von 3D-Druck
Gestaltung
Die Geometrie der Serie ist herstellbar. Herkömmlich „nicht herstellbare“ Teile lassen sich im 3D-Druck herstellen.
Genauigkeit
Präzise Teile sind machbar.
Optik
Serienoptik ist durch Nacharbeit realisierbar.
Lieferzeit
Abhängig vom Hersteller einige Tage.
Material
Metalle und Kunststoffe sind herstellbar.
3D-Druck ist für A- und B-Muster geeignet. Die B-Muster können bei entsprechender Auslegung erprobungsfähig sein. Für C-Muster ist das Verfahren nur sinnvoll, wenn auch die Serienteile damit gefertigt werden.