{"id":2232,"date":"2021-06-15T14:48:43","date_gmt":"2021-06-15T14:48:43","guid":{"rendered":"https:\/\/ecrimesagroup.com\/que-es-el-additive-manufacturing-y-cuando-usarlo-en-la-fabricacion-de-piezas-metalicas"},"modified":"2022-08-23T19:05:17","modified_gmt":"2022-08-23T19:05:17","slug":"eigenschaften-der-additiven-fertigung-und-wie-sie-bei-der-herstellung-von-metallteilen-eingesetzt-wird","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ecrimesagroup.com\/de\/eigenschaften-der-additiven-fertigung-und-wie-sie-bei-der-herstellung-von-metallteilen-eingesetzt-wird\/","title":{"rendered":"Eigenschaften der additiven Fertigung und wie sie bei der Herstellung von Metallteilen eingesetzt wird"},"content":{"rendered":"\n

Was ist die additive Fertigung? <\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Die additive Fertigung (Additive Manufacturing) wird auch 3D-Druck oder schnelles Prototyping genannt und bezeichnet die Fertigung von Metallteilen durch ein 3D-Modell durch die schichtweise Auftragung von Material.  <\/p>\n\n\n\n

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Der Einsatz der additiven Fertigung bei der Herstellung von Metallteilen ist w\u00e4hrend der letzten zehn Jahre zu einer der interessantesten Techniken in der Branche avanciert – einerseits durch die M\u00f6glichkeit der Herstellung von Prototypen f\u00fcr Prozess- und Machbarkeitsstudien, andererseits durch die Option, komplexe geometrische Metallteile direkt herzustellen. Die additive Fertigung steht an der Spitze einer industriellen Revolution in verschiedenen Sektoren, besonders in der Luftfahrt, der Schwerindustrie und im Gesundheitswesen, aber auch in der Automobilbranche, der Energiewirtschaft und im Endkundenmarkt.  <\/p>\n\n\n\n

Die Fertigungstechnologien f\u00fcr Metallteile durch additive Fertigung k\u00f6nnen in zwei Gruppen eingeteilt werden: fusionsbasierte Technologien, bei denen das Metallteil durch direkte Schmelzung des Grundmaterials entsteht, sowie Technologien, die auf dem Sintern beruhen und bei denen zun\u00e4chst eine Gr\u00fcnform hergestellt wird, aus der durch Entbindern und Sintern das Edprodukt entsteht. In der folgenden Abbildung wird die allgemeine Klassifikation der Technologien der additiven Fertigung nach ISO \/ ASTM 52900 dargestellt.  <\/p>\n\n\n

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Je nach den definierten Zielen werden FDM- (Fused Deposition Modeling) oder Binder-Jetting-Technologien ausgew\u00e4hlt, um die additive Fertigung als Verfahren zu implementieren.  <\/p>\n\n\n\n

Definition von FDM- und Binder-Jetting-Technologien<\/strong> <\/p>\n\n\n\n

FDM und Binder Jetting sind die Formen der additiven Fertigung, die dem Metallpulverspritzguss am \u00e4hnlichsten sind, was die Charakteristika der Endprodukte angeht.  <\/p>\n\n\n\n

Beim FDM oder Fused Deposition Modeling werden Metallteile Schicht f\u00fcr Schicht hergestellt, indem pulverf\u00f6rmiges Material (Metall und Polymere) durch eine D\u00fcse aufgetragen wird. Diese Technologie kann Filamente, Pellets oder Barren als Prim\u00e4rmaterial verwenden. Nach der Herstellung der Gr\u00fcnform sind Entbindern und Sintern notwendig, um das Endprodukt zu erhalten.   <\/p>\n\n\n

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Beim Binder Jetting werden Schichten aus Metallpulver auf eine Druckform aufgetragen und mit Polymeren verklebt, die durch eine D\u00fcse aufgetragen werden. Die Polymere m\u00fcssen nach jeder aufgetragenen Schicht aush\u00e4rten. Nach Abschluss des Druckvorgangs muss der sogenannte \u201cDe-Powder“-Prozess durchgef\u00fchrt werden, um \u00fcbersch\u00fcssiges Material zu entfernen und die Gr\u00fcnform zu erhalten. Danach muss die Gr\u00fcnform Entbinderungs- und Sinterprozesse durchlaufen, um das Endprodukt zu erhalten. Das Entbindern stellt bei durch Binder Jetting hergestellten Teilen einen  weniger kritischen Prozessschritt dar als normalerweise, da nur sehr wenig Klebematerial zwischen den Schichten aufgetragen werden muss. Dadurch ist es einfacher, den Kleber  zu entfernen, allerdings sind die Gr\u00fcnformen auch zerbrechlicher und schwieriger in der Verarbeitung.  <\/p>\n\n\n

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Durch das gesteigerte wirtschaftliche Interesse in den letzten zehn Jahren hat sich ein sehr kompetitiver Markt f\u00fcr 3D-Drucker entwickelt. Die Ecrimesa Gruppe hat in den letzten Jahren ein komplettes Benchmarking durchgef\u00fchrt, um Lieferanten von 3D-Druckern zu evaluieren und die Technologie in den eigenen Anlagen zu etablieren. Nach der Vergleichsstudie, basierend auf Eigenschaften wie der Widerstandsf\u00e4higkeit der Gr\u00fcnform, Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t, Porosit\u00e4t, Verformung und den Kosten der Drucker, haben wir die Drucker Studio System von Desktop Metal, um die additive Fertigung in der Gruppe zu implementieren. So er\u00f6ffnen wir uns die M\u00f6glichkeit, neue Sektoren am Markt zu erschliessen und noch mehr Mehrwert zu unseren Produktionsprozessen hinzuzuf\u00fcgen.  <\/p>\n\n\n\n

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STUDIO SYSTEM DRUCKER VON DESKTOP METAL<\/strong> <\/p>\n\n\n\n

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Wichtigste Eigenschaften Studio System Desktop Metal<\/strong> <\/td><\/tr>
Drucktechnik <\/strong> <\/td>FDM <\/td><\/tr>
Prim\u00e4rmaterial<\/strong> <\/td>Barren (Kartuschen) <\/td><\/tr>
Verf\u00fcgbare Materialien bei Mimecrisa<\/strong> <\/td>17-4PH, 316L, 4140 <\/td><\/tr>
Entbindern<\/strong> <\/td>L\u00f6slich  <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Flussdiagramm der Herstellung von Prototypen durch den Drucker Desktop Metal:  <\/p>\n\n\n

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Die Verwendung von additiver Fertigung bei der Herstellung von Metallteilen <\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Das Design der Fertigungsst\u00fccke mus sich an der Technologie orientieren, die zur Herstellung verwendet werden muss. Genau wie konventionellen Technologien sind auch der additiven Fertigung Grenzen gesetzt, die schon beim Design des Produktes ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen. Desktop Metal hat deshalb einige Grundregeln f\u00fcr das Design entwickelt, die bei der Entwicklung von Druckst\u00fccken ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen. Diese Regeln sind Empfehlungen \u2013 wenn die Grenzen, die in der folgenden Tabelle dargestellt werden, kann es bei verschiedenen Prozesschritten zu Problemen kommen.  <\/p>\n\n\n\n

Der Studio-System-Drucker verf\u00fcgt \u00fcber 2 Druckk\u00f6pfe mit verschiedenen Druckqualit\u00e4ten: eine Standard-D\u00fcse mit einem Durchmesser von 400\u00b5m und eine High-Definition-D\u00fcse mit 250\u00b5m Durchmesser. Die Design-Empfehlungen in der folgenden Tabelle sind nach den D\u00fcsen aufgeschl\u00fcsselt.   <\/p>\n\n\n\n

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<\/th><\/th>Standard-D\u00fcse<\/strong> 400\u00b5m<\/strong> <\/th>High-Definition-D\u00fcse<\/strong> 250\u00b5m<\/strong> <\/th><\/tr><\/thead>
<\/td>Maximale Gr\u00f6sse der Teile<\/strong> <\/td>X 240mm Y 150mm Z 155mm <\/td>X 60mm Y 60mm Z 60mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimale Gr\u00f6sse<\/strong>  <\/td>X 6mm Y 6mm Z 6mm <\/td>X 3mm Y 3mm Z 3mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimale Wandst\u00e4rke<\/strong> <\/td>1mm <\/td>0.6mm <\/td><\/tr>
<\/td>Maximale Wandst\u00e4rke<\/strong>  <\/td>10mm <\/td>10mm <\/td><\/tr>
<\/td>Maximale Schalendichte<\/strong><\/td>1.5-3.2mm <\/td>1.75mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimale Bohrergr\u00f6sse<\/strong>  <\/td>1.5mm <\/td>0.75mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimaler Pin-Durchmesser<\/strong><\/td>3mm <\/td>1.5mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimaler \u00dcberhang-Winkel<\/strong><\/td>40\u00ba <\/td>40\u00ba <\/td><\/tr>
<\/td>Aspekt-Ratio<\/strong> <\/td>8:1 <\/td>8:1 <\/td><\/tr>
<\/td>Schichtdicke<\/strong><\/td>0.15-0.3 mm <\/td>0.05-0.15 mm <\/td><\/tr>
<\/td>Minimale Erhebung<\/strong>  <\/td>X\/Y W 0.45mm H 0.50mm  
Z W 0.25mm H 0.50mm <\/td>		X\/Y 0.30mm H 0.30mm  
Z W 0.15mm H 0.30mm <\/td><\/tr>
<\/td>Min. Gravur<\/strong>  <\/td>X\/Y W 0.45mm  H 0.50mm  
Z  W 0.25mm  H 0.50mm <\/td>		X\/Y W 0.30mm H 0.30mm  
Z W 0.15mm H 0.30mm <\/td><\/tr>
<\/td>Leerraum zwischen den Komponenten<\/strong>  <\/td>0.3mm <\/td>0.2mm <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Im Hinblick auf die dimensionalen Toleranzen, die mit dem Drucker erreicht werden k\u00f6nnen, garantiert Desktop Metal die im Folgenden beschriebenen Werte f\u00fcr das Standard-Druckprofil. F\u00fcr die \u00fcbrigen Druckprofile muss die Charakterisierung erst noch erfolgen. <\/p>\n\n\n

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Abmessungen<\/strong> <\/th>K\u00fcrzel<\/strong> <\/th>Mass<\/strong> <\/th>Toleranzen<\/strong> <\/th><\/tr><\/thead>
Durchmesser des Drehpunktes <\/td>D <\/td><65 mm <\/td>\u00b1 0.5 mm <\/td><\/tr>
L\u00e4nge <\/td>L <\/td>>65 mm <\/td>\u00b1 0.8% L mm <\/td><\/tr>
Abstand zwischen Drehpunkten  <\/td>S <\/td>>65 mm <\/td>\u00b1 0.8% S mm <\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
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Die erreichten Toleranzen sind direkt abh\u00e4ngig von den Druckprozessen, dem Entbindern und dem Sintern. Bei Dimensionen von weniger als 65mm betr\u00e4gt die dimensionale Toleranz \u00b10,5mm, bei gr\u00f6sseren Abmessungen betr\u00e4gt die dimensionale Toleranz \u00b10,8% der gemessenen H\u00f6he. Diese Toleranzen k\u00f6nnen garantiert werden, wenn die hier beschriebenen Design-Richtlinien eingehalten werden.  <\/p>\n\n\n\n

Der Oberfl\u00e4chenabschluss ist einer der wichtigsten Aspekte der additiven Fertigung. Da es sich um eine der Haupteinschr\u00e4nkungen der Technologie handelt, sind in vielen F\u00e4llen weitere Prozesse notwendig, um die gew\u00fcnschte Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t zu erreichen. Die Rauheit der gedruckten Objekte ist abh\u00e4ngig von der Gr\u00f6sse der gew\u00e4hlten D\u00fcse sowie der Dicke der gedruckten Schichten.  <\/p>\n\n\n

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Gesch\u00e4ftsstrategie f\u00fcr die additive Fertigung <\/strong> <\/p>\n\n\n\n

Die wichtigsten Ziele der Ecrimesa Gruppe bei der Implementierung der additiven Fertigung sind die folgenden:  <\/p>\n\n\n\n