Additive und subtraktive Fertigung integrieren für optimale Produktion

Es wurde viel über das Versprechen der additiven Fertigung geschrieben und wie bald alles auf Bestellung 3D-gedruckt wird, was eine glänzende Zukunft einläutet. 3D-Druck existiert nun für so vielfältige Artikel wie Schuhe, Autos und sogar Häuser. Während traditionelle subtraktive Fertigung und Produktion nicht den Sex-Appeal von 3D-Druck haben, ist sie immer noch das Rückgrat der Fertigung und liefert niedrigere Kosten und höhere Präzision.

Es ist klar, dass sowohl additive als auch subtraktive Fertigung und Produktion koexistieren müssen, aber werden sie verschmelzen? In der Zukunft werden wir über hybride Fertigung sprechen, ohne zwischen den beiden zu unterscheiden?

3D-Druck stiehlt die Show

Diesen Monat kündigte Liebherr aus Deutschland das erste 3D-gedruckte primäre Flugsteuerungshydraulikbauteil an, das in einem Airbus-Flugzeug geflogen ist. Ihre Ankündigung preist die Vorteile des 3D-Drucks an und bietet eine Gewichtsreduktion von 60 % bei 30 % weniger Platz. Obwohl die Gewinne beeindruckend sind und viele Vorteile bieten, spricht die Mitteilung nicht darüber, dass der 3D-gedruckte Ventilblock immer noch einen subtraktiven Fertigungsprozess durchlaufen musste: Bearbeitung, Fräsen, Gewindeschneiden usw. 3D-Druck allein kann die Toleranzanforderungen nicht erfüllen, noch etwas so Einfaches wie Gewindelöcher bereitstellen. Trotz aller inhärenten Vorteile ist 3D-Druck im Grunde eine Möglichkeit, einen anspruchsvollen Guss herzustellen.

Nachdem der Ventilblock durch Lasersintern von Titanpulver 3D-gedruckt wurde, folgte er einem traditionellen Fertigungsprozess, der das Verschieben zu Fräs- und Fertigungsgeräten erforderte (jedes mit potenziell neuen Spannvorrichtungen). Trotz aller Vorteile des 3D-Drucks kann er selten darauf vertraut werden, ein fertiges Teil herzustellen. Und wenn ein Teil immer noch mit traditionellem Gießen und Fräsen hergestellt werden kann, bietet dies niedrigere Kosten als 3D-Druck.

Ist Single-System-Hybridfertigung die Antwort?

Da 3D-gedruckte Teile oft subtraktive Methoden benötigen, um den Fertigungsprozess abzuschließen, warum nicht einen 3D-Drucker mit Fräs- und Bearbeitungsfunktionen kombinieren? Nun, Matsuura Machinery Corporation hat genau das mit der Einführung seiner Lumex-Serie getan – einer Hybridmaschine, die Lasersintern mit hochpräzisem Endfräsen kombiniert. Die kombinierten Technologien ermöglichen die Produktion von Teilen mit komplexen Geometrien für den Formenbau wie interne Kühlkanäle und tiefe Nuten, mit produktionsreifer Oberflächenqualität und Genauigkeit, die durch Präzisionsfräsen geliefert werden kann.

Matsuura behauptet, dass die Lumex-Maschinen ein komplexes Teil wie das abgebildete in der halben Zeit und mit halben Kosten traditioneller Methoden produzieren können, und die resultierende Form Teile schneller und mit höherer Qualität produziert, dank der besseren Formkühlung, die durch interne Kühlkanäle in der Form ermöglicht wird.

Ist das die Zukunft?

Ist diese Art von Hybridmaschine die Welle der Zukunft, oder werden sie aufgrund von Kosten, Teilegröße und Werkzeugeinschränkungen ein Spezialsystem bleiben, das nur verwendet wird, wenn Fertigungsprozesse es erfordern? Es mag sein, dass diese Art von Maschine nur für High-End-Präzisionsfertigung verwendet wird, wo die Kosten der Maschine bei weitem durch die Vorteile überwogen werden. Oder möglicherweise ändern sich Designs, sobald Designer sich der Möglichkeiten bewusst werden, um Vorteile einer Hybridmaschine zu nutzen, was die Nachfrage nach dieser Art von Maschine antreibt und deren Kosten senkt.

Spatial wird da sein

Es ist immer schwierig, die Zukunft vorherzusagen – schwer zu wissen, ob diese Hybridmaschinen die Welle der Zukunft sind oder ein Spezialprodukt bleiben. Aber eines ist klar: Fortschrittliche Fertigungstechnologien erfordern alle 3D-Modellierungs- und Visualisierungslösungen. Und Spatial wird da sein, um OEMs zu unterstützen, die Lösungen um diese neue Maschinenklasse herum aufbauen, sei es der CGM Core Modeler für präzise Darstellungen, CGM Polyhedra für hybride Modellierung und/oder HOOPS Visualize, um Interaktion mit dem Modell zu ermöglichen. Spatial SDKs werden diese Zukunft antreiben.