Hybrid-Fertigung: Additive & subtraktive Prozesse für fortschrittliche Produktion vereinen

Hybrid-Fertigung kombiniert additive Fertigung (AM) und subtraktive Fertigung innerhalb derselben Maschine. Beide Prozesse allein haben bemerkenswerte Fähigkeiten, doch zusammen eröffnen sie ein ganz neues Level an Design und Fertigung. Heute sehen wir Hybrid-Systeme meist mit einem Directed Energy Deposition (DED)-Kopf für Metallpulver- oder Drahtauftrag und Maschinenwerkzeugen wie Drehbank oder Fräse. Diese Systeme erlauben, das Teil in einer Aufspannung herzustellen und zu finishen, was Fehler reduziert, da das AM-Teil nicht eine Maschine verlassen muss, um auf einer zweiten neu ausgerichtet zu werden.

Vor Hybrid

Vor Hybrid-Maschinen konnten metallische Teile von AM-Maschinen erhebliche Nachbearbeitung erfordern, um Toleranzen zu treffen. Mindestens muss das Teil von der Bauplatte getrennt werden. In anderen Fällen: Wärmebehandlung zur Spannungsarmierung, Reiben und Gewindebohren, Finishing wie Perlenstrahlen oder Vibrationsfinish, Fräsen, Drehen, Schleifen kritischer Maße. Die Extrabearbeitung verlängert Lieferzeiten und treibt Kosten.

Methoden der Hybrid-Fertigung

In dieser wachsenden Technologie ist die Hybrid-Maschine nur ein weiteres Werkzeug im Arsenal. Wie bei jeder Innovation braucht es Zeit zur Entwicklung und Etablierung. Hersteller bieten verschiedene Methodologien an.

Die erste, häufigste Methode: Additive und subtraktive Prozesse laufen sequenziell ab. Das Teil wird vollständig durch AM auf Nahtmaße gefertigt und anschließend dort, wo nötig, durch subtraktive Bearbeitung fertiggestellt.

Die zweite Methode wechselt zwischen additiv und subtraktiv während des Prozesses. Ob bestehendes oder neues Teil: AM fügt Material hinzu, wird bearbeitet, mehr AM-Material, weitere Bearbeitung – bis das Teil fertig ist. Ein weiteres Beispiel: Teil wird bearbeitet, um Oberflächen zu finishen, während es durch den additiven Prozess geformt wird.

Mit Hybrid ist es auch möglich, Materialien zu kombinieren und verschiedene Metalle am selben Teil aufzubringen. Nahezu jedes Metall ist in Draht- oder Pulverform für AM verfügbar: Aluminium, Cobalt-Chrom, Kupfer, Inconel, Edelstahl, Werkzeugstahl, Titan u. v. m. Durch verschiedene Metalle in einem Teil erhalten Sie die besten Eigenschaften beider ohne Kompromisse bei der Integrität.

Maschinentypen

Aktuell gibt es zwei Hybrid-Maschinentypen: 1) Fertige Hybrid-Maschine mit AM und subtraktiver Bearbeitung, 2) Nachrüstung von AM-Fähigkeiten an eine subtraktive Maschine. Beim Nachrüsten werden ein oder mehrere Metall-AM-Werkzeuge installiert, die neben dem Standardsatz subtraktiver Werkzeuge operieren. Obwohl die Anzahl verfügbarer Hybrid-Maschinen noch relativ klein ist, wird die Technologie nur wachsen und expandieren, dank der Fähigkeit, beide Prozesse in einer Maschine zu vereinen.

Bei Hybrid-Fertigung geht es darum, die richtige Lösung für die Anwendung zu finden und die Vorteile beider Prozesse zu nutzen.