Was ist Hybridfertigung?

Die hybride Fertigung ist eine Kombination aus additiver Fertigung (AM) und subtraktiver Fertigung innerhalb derselben Maschine. Beide Prozesse für sich genommen haben bemerkenswerte Fähigkeiten, aber wenn sie kombiniert werden, eröffnet es eine ganz neue Ebene des Designs und der Fertigung. Heutzutage sehen wir hauptsächlich Hybridsysteme, die mit einem DED-Kopf (Directed Energy Deposition) ausgestattet sind, um Metallpulver oder Draht und Werkzeugmaschinen wie eine Drehmaschine oder Mühle abzuscheiden. Mit diesen Systemen können Sie das Teil in einer einzigen Einrichtung herstellen und fertigstellen, wodurch Fehler reduziert werden, da das AM-Teil nicht eine Maschine verlassen muss, um auf einer zweiten Maschine zurückgesetzt zu werden.

Vor Hybrid

Vor Hybridmaschinen konnten Metallteile und -komponenten, die auf einer AM-Maschine hergestellt wurden, eine erhebliche Nachbearbeitung erfordern, um die angegebenen Toleranzen einzuhalten. Zumindest muss das Teil von der Bauplatte abgeschnitten werden. In anderen Fällen muss das Teil möglicherweise einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um innere Spannungen zu beseitigen, Gewindebohrungen zu reiben und einzufangen, Endbearbeitungsverfahren wie Perlstrahlen oder Gleitschleifen sowie Fräsen, Drehen oder Schleifen kritischer Abmessungen durchzuführen. Die zusätzliche Verarbeitung verlängert die Vorlaufzeiten und treibt die Kosten in die Höhe.

Methoden der Hybridfertigung

In dieser wachsenden und sich verändernden Technologie ist der Einsatz von Hybridmaschinen nur ein weiteres Werkzeug in Ihrem Arsenal. Wie jede andere innovative Technologie braucht es Zeit, um sich zu entwickeln und zu etablieren. Hersteller von Hybridmaschinen bieten unterschiedliche Fertigungsmethoden an.

Das erste hybride Herstellungsverfahren und eines der gebräuchlichsten besteht darin, dass additive und subtraktive Prozesse nacheinander abgeschlossen werden. Das Teil wird vollständig durch AM bis zur annähernden Endform hergestellt und dann bei Bedarf unter Verwendung von subtraktiven Fähigkeiten bearbeitet, um das Teil fertigzustellen.

Das zweite Verfahren wechselt während des Herstellungsprozesses zwischen additiv und subtraktiv. Unabhängig davon, ob es sich um ein vorhandenes oder ein neues Teil handelt, fügt AM Materialien hinzu, die dann bearbeitet werden, weitere AM-Materialien werden hinzugefügt, und das Teil durchläuft eine weitere Bearbeitungsrunde und so weiter, bis das Teil vollständig ist. Ein weiteres Beispiel ist, wenn ein Teil bearbeitet wird, um Oberflächen zu veredeln, während das Teil durch den additiven Prozess geformt wird.

Mit Hybrid ist es auch möglich, Materialien während des Prozesses zu kombinieren und verschiedene Metalle auf dasselbe Teil aufzubringen. Nahezu jedes Metall ist sowohl in Draht- als auch in Pulverform für AM verfügbar, darunter unter anderem Aluminium, Kobalt-Chrom, Kupfer, Inconel, Edelstahl, Werkzeugstahl und Titan. Durch die Verwendung verschiedener Metalle in einem einzigen Teil können Sie die besten Eigenschaften beider Teile erzielen, ohne die Integrität des Teils zu beeinträchtigen.

Maschinentypen

Derzeit gibt es zwei Arten von Hybridmaschinen. Die erste ist eine handelsübliche Hybridmaschine, die sowohl AM als auch subtraktiv bietet, während die zweite darin besteht, einer subtraktiven Maschine AM-Fähigkeiten hinzuzufügen. Beim Hinzufügen zu einer vorhandenen Maschine werden ein oder mehrere Metall-AM-Werkzeuge installiert und so konzipiert, dass sie neben dem Standardsatz von subtraktiven Werkzeugen arbeiten. Obwohl die Gesamtzahl der verfügbaren Hybridmaschinen noch relativ gering ist, handelt es sich um eine Technologie, die sich nur aufgrund der Möglichkeiten, beide Prozesse in einem zu kombinieren, ausweiten und wachsen wird.

Bei der hybriden Fertigung geht es darum, die richtige Lösung für die Anwendung zu finden und die Vorteile beider zu nutzen.