Der Metall-Additive-Fertigungsprozess

Additive Fertigung (3D-Druck) erobert die Welt der industriellen Automatisierung.

Anstatt Formen zu erstellen und Material zu entfernen, können Hersteller jetzt einfach Materialschichten hinzufügen, um Artikel kostengünstiger und mit weniger Abfall herzustellen. Insbesondere die additive Metallfertigung (Metall-3D-Druck) gewinnt an Bedeutung und wird in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt besonders beliebt.

Laut einem aktuellen AMPOWER-Bericht wird erwartet, dass der Markt der additiven Metallfertigung bis 2024 um 27,9 % wachsen wird. Mit der additiven Metallfertigung können Unternehmen ein starkes, hochkomplexes Metallteil konstruieren mit weniger Materialien und weniger Aufwand als herkömmliche Herstellungsverfahren.

Um mit Branchentrends Schritt zu halten, finden Sie hier Ihre Kurzanleitung zur additiven Metallfertigung.

Metalladditive Fertigung erklärt

Im Gegensatz zur konventionellen Fertigung, die Formen und Beschnitt erfordert, werden bei der additiven Fertigung Artikel von Grund auf mit hochentwickelten 3D-Druckgeräten hergestellt. Der grundsätzliche Ablauf erfolgt in fünf Schritten:

1. Erstelle ein digitales Modell.
2. Bereiten Sie es für den Druck vor, indem Sie es aushöhlen, Lochgrößen bearbeiten, Stützen hinzufügen usw.
3. Schnitt das 3D-Modell in Schichten.
4. Drucken Sie das Teil Schicht für Schicht.
5. Nachbearbeitung zum Endprodukt.

Während der Prozess weitgehend derselbe bleibt, gibt es mehrere Möglichkeiten, Produkte mithilfe der additiven Metallfertigung zu drucken. Hier sind einige der häufigsten:

• Pulverbettfusion – Metallpulver wird auf den Fertigungstisch gelegt und hochenergetische Elektronenlaser schmelzen das Pulver Schicht für Schicht präzise zum Endprodukt.
• Metallstrahlen – Das Metallmaterial wird geschmolzen und direkt auf den Fertigungstisch aufgetragen. Das flüssige Metall kühlt schnell ab und neue Schichten werden hinzugefügt, bis das Endprodukt fertig ist.
• Ofen-infundierte Legierung – Metallpulver wird mit einem flüssigen Bindemittel verbunden. Wenn weitere Schichten des Bindemittels hinzugefügt werden, nimmt das Endprodukt Gestalt an.

Jede Art der additiven Metallfertigung kann mehrere Teile aus einer Vielzahl von Materialien herstellen. Einige der beliebtesten Metallzusatzmaterialien, die in der additiven Fertigung verwendet werden, sind Nickellegierungen wie Inconel 718 und Inconel 625, Edelstahl, Aluminium und Kupfer.

Vor- und Nachteile der additiven Metallfertigung (Metall-3D-Druck)

Die additive Fertigung mit Metall hat viele Vorteile, ist aber nicht für jede Art der Fertigung ideal. Hier finden Sie eine Kurzanleitung zu den Vor- und Nachteilen von Metalladditiven bei der Verwendung eines additiven Fertigungssystems zum Bau von Metallprodukten.

Vorteile

• Reduzieren Sie den Platz- und Kostenbedarf für die Lagerung von Teilen, indem Sie die Möglichkeit haben, Teile nach Bedarf vor Ort zu produzieren.
• Weniger Abfall, ohne dass Teile aus größeren Materialien zugeschnitten oder geschnitten werden müssen, was auch zur Senkung der Herstellungskosten beiträgt.
• Produzieren Sie schnell neue Produkte, ohne Formen herstellen zu müssen.
• Schnelleres Prototyping kann die Produktentwicklung schnell beschleunigen und Ihnen helfen, einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen.
• Keine Montage erforderlich. Additiv gefertigte Teile können vollständig gedruckt werden, ohne dass mehrere Teile zusammengesetzt werden müssen.
• Konstruieren Sie hochkomplizierte Teile mit minimalem Aufwand oder Geschick.

Nachteile

• Lange Bauzeiten bedeuten, dass die additive Fertigung nicht ideal für große Produktionsläufe ist.
• Höhere Vorlaufkosten bei teurerem Ausrüstungsbedarf.
• Die Produktgröße ist auf die Beschränkungen des additiven Fertigungssystems beschränkt. Verbraucherdrucker haben beispielsweise typischerweise Druckbetten, die kleiner als ein Kubikfuß sind.

Anwendungen der additiven Metallfertigung

Ursprünglich wurde die additive Metallfertigung hauptsächlich für das Prototyping verwendet. Hersteller konnten schnell testfertige Produkte entwerfen und drucken, bevor sie in Formen und Ausrüstung für größere Produktionsläufe mit Metalladditivsoftware investierten. Als sich die Technologie weiterentwickelte und die additive Fertigung erschwinglicher wurde, wurde sie von einer Vielzahl von Branchen übernommen.

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist einer der größten Anwender der additiven Fertigung. Luft- und Raumfahrtunternehmen verwenden die additive Fertigung („AM“), um hochkomplexe Metallteile zu entwerfen und zu konstruieren, die mit herkömmlichen Methoden sonst nicht möglich gewesen wären.

Da weniger Abfall anfällt, können Luft- und Raumfahrthersteller Gewicht sparen, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen, was bei der Konstruktion von Flugzeugen unerlässlich ist.

Die medizinische Industrie hat auch die additive Fertigung eingesetzt, um einzigartige Werkzeuge und Instrumente für spezifische Verfahren zu schaffen. Mediziner müssen nicht mehr darauf warten, dass Werkzeuge von einem Hersteller entworfen und gebaut werden. Sie können genau die Tools, die sie benötigen, in einem Bruchteil der Zeit erstellen – zu viel geringeren Kosten, intern, um bei komplizierten Verfahren zu helfen.

Optimieren Sie die Produktion mit Metal Additive Manufacturing

Die additive Fertigung mit Metallen ersetzt möglicherweise nicht herkömmliche Fertigungsverfahren, bietet jedoch viele beträchtliche Vorteile für Hersteller in einer Vielzahl von Branchen.

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