Hybrid-Fertigung: Wesentliche Vorteile, Herausforderungen und Branchenauswirkungen

Ziel der Hybrid-Fertigung ist es, die Stärken der additiven Fertigung (AM) mit der subtraktiven Bearbeitung zu vereinen. Mit einer einzigen Maschine entsteht die Fähigkeit, Fertigteile im selben Gerät mit beiden Prozessen herzustellen. Hybrid-Fertigung verbindet die besten Merkmale traditioneller subtraktiver Bearbeitung mit additiver Fertigung.

Vorteile der Hybrid-Fertigung

Hybrid-Fertigung bietet mehrere Vorteile gegenüber rein subtraktiver oder additiver Bearbeitung. Durch AMs Fähigkeit, Material an bestehenden Teilen aufzubauen, lassen sich beschädigte Teile nur dort reparieren, wo Material fehlt – Materialkosten sinken. Auch der subtraktive Bearbeitungsaufwand verringert sich, da Material nur dort hinzugefügt wird, wo es nötig ist, was die nachzubearbeitende Fläche reduziert. Da AM verschiedene Metalle kombinieren lässt, können Sie mechanische Eigenschaften Schicht für Schicht oder Zone für Zone selbst definieren – z. B. Festigkeit erhöhen oder Wärmeübertragung verbessern. Schließlich bringt die Möglichkeit, zwischen additiven und subtraktiven Operationen zu wechseln, ohne das Werkstück zu bewegen, erhebliche Zeitersparnis.

Herausforderungen

Wie bei jeder neuen Technologie gibt es Herausforderungen, Lernkurven und offene Fragen. Erste Hürde: Investitions- und Implementierungskosten. Nicht jede Werkstatt hat sofortige Investitionskraft – Nutzen und Kosten abwägen und für signifikante Ausgaben planen. Eine weitere Frage: Lässt sich Hybrid-Fertigung skalieren, um Massenproduktionsanforderungen zeitgerecht zu erfüllen?

Sobald die Maschine läuft: Welche Sequenz zum Auf- und Abtragen ist optimal? Wie beeinflussen Heiz-/Kühlzyklen die Teileigenschaften? Kann Software automatisch Kollisionen bei neuem Material erkennen, oder sind Updates nötig? Gibt es Best Practices, teure Pulverüberschüsse beim AM-Prozess zu erfassen, zu recyceln und wiederzuverwenden? Wie behält man Form und Maß bearbeiteter Oberflächen bei, wenn neues Material aufgebracht wird, was das Teil stark erwärmen und verziehen kann?

Branchen mit dem größten Nutzen durch Hybrid-Fertigung

Hybrid-Fertigung ist ideal für Prototypenbau, Reparatur und Einzel- oder Kleinserienfertigung. Branchen mit unmittelbarem Nutzen: Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Medizintechnik, Werkzeug- und Formenbau. Hybrid fertigt Teile bedarfsgerecht, eliminiert Lagerkosten und minimiert Produktionszeit durch geringere Stückzahlen. Es bietet Vielseitigkeit für komplexe, kundenspezifische Teile und Materialzufuhr an bestehenden Teilen. Zudem ermöglicht es effiziente, komplexe Formenreparaturen und Materialauftrag zur Verstärkung von Formen und Werkzeugen für höhere Haltbarkeit. Mit der Zeit werden mehr Branchen die Vorteile entdecken.

Fazit

Hybrid-Maschinen stecken noch in den Kinderschuhen, haben aber das Potenzial, eine dominierende Kraft in der Fertigungswelt zu werden. Die Kombination von additiver und subtraktiver Fertigung in einer Maschine spart wertvollen Platz und Kapitalinvestition. Die Maschine kann als AM-, subtraktive oder Hybrid-Maschine betrieben werden. Der Schlüssel zum Erfolg wird die Optimierung des Fertigungsprozesses sein, um Flexibilität zu bieten bei Einhaltung strenger Standards für die gefertigten Teile.