Wie additive und subtraktive Fertigung zusammenarbeiten können, um Produkte zu verbessern

Bis 2026 wird der Markt für additive Fertigung voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 14,4 % auf insgesamt 23,33 Milliarden US-Dollar in die Höhe schnellen. Da die Industrie weiterhin mehr Mittel für dieses wachsende Gebiet aufwendet und sich die Technologie weiterentwickelt, ist das Versprechen der additiven Fertigung leicht zu erkennen.

Die additive Fertigung bietet eine kostengünstige Möglichkeit, kleine Teile mit komplizierten Designs oder komplexen Geometrien oder Teile herzustellen, die nicht im Spritzguss hergestellt werden können. Die Vorlaufzeiten sind minimal und viele Teile können schneller produziert werden als mit anderen Methoden. Dennoch bedeutet die Markterweiterung nicht unbedingt, dass subtraktive Verfahren wie die CNC-Bearbeitung weniger populär werden.

Die Fertigungsindustrie, die bereits mit einem groß angelegten technologischen Umbruch konfrontiert ist, wird wahrscheinlich zunehmende Überschneidungen – und möglicherweise sogar Interoperabilität – zwischen additiven und subtraktiven Verfahren im Produktionsprozess erleben. Die Produkte der Zukunft werden nicht alle 3D-gedruckt sein, genauso wie sie nicht alle traditionell hergestellt werden; Sie werden durch Best-Fit-Methoden hergestellt, die eine Kombination aus additiven und subtraktiven Prozessen beinhalten können.

Das Beste aus beiden Welten bekommen

Da sich die Technologie weiterentwickelt, ist es wahrscheinlich, dass der Markt eine zunehmende Anzahl von Anwendungen erleben wird, die sowohl additive als auch subtraktive Methoden vereinen.

Die Ingenieure der Curtiss Motorcycle Company hatten zum Beispiel eine große Aufgabe. Sie wollten ein Elektromotorrad bauen, das kühn, kraftvoll und anders ist als alles, was ein Fahrer je gesehen hat. Sie hatten die Vision, aber frühere Fertigungspartner konnten nicht rechtzeitig einen Prototyp produzieren, der sowohl die Design- als auch die Qualitätsanforderungen erfüllte.

Anstatt zu versuchen, alle Anforderungen von Curtiss mit einem Herstellungsprozess zu erfüllen, empfahl das Team von Fast Radius die mehrachsige CNC-Bearbeitung für größere Teile des Fahrrads und die additive Fertigung für kleinere, geometrisch komplexere Komponenten. Dieser hybride Ansatz erhöhte die betriebliche Effizienz, produzierte stärkere Teile und führte zu einem besseren Endprodukt. In nur 12 Tagen war die „Zeus 8“ geboren.

Hier erfahren Sie, wie die Vorteile beider Funktionen – und deren Einschränkungen – abgewogen werden können, um die perfekte Lösung für die Teileproduktion zu finden.

Additive Fertigung, neu untersucht

Während die additive Fertigung in den letzten Jahrzehnten viel Aufsehen erregt hat – und viele Kapitalinvestitionen –, macht sie nur einen Bruchteil des gesamten Fertigungsmarktes aus. Darüber hinaus weisen additive Verfahren einige wichtige Einschränkungen auf, die Ingenieure berücksichtigen müssen.

Während beispielsweise immer mehr Materialien für die additive Fertigung verfügbar sind, sind für traditionelle Verfahren wie Spritzguss und CNC bei weitem nicht so viele Materialien verfügbar. Die Technologie verbessert sich, aber einige 3D-Druckverfahren erzeugen nicht die Festigkeit, Hitzebeständigkeit oder glatte Oberflächenbeschaffenheit, die für kritische Teile erforderlich sind.

Und da die Additivtechnologie relativ neu ist, haben weniger Materialien die langen, strengen Zertifizierungsprozesse durchlaufen, die für die Herstellung von Teilen für stark regulierte Industrien erforderlich sind. Darüber hinaus rechnet sich die Wirtschaftlichkeit von Additiven nicht immer für die Massenproduktion.

Die Lücken mit subtraktiver Fertigung schließen

Die subtraktive Fertigung – wie die CNC-Bearbeitung – kann einige der Einschränkungen ausgleichen, die die additive Fertigung mit sich bringt.

Selbst mit industrietauglichen Maschinen kann der 3D-Druck manchmal Teile mit ungleichmäßiger Festigkeit und Qualität produzieren. Die CNC-Bearbeitung hingegen produziert konstant starke Teile, die strengen technischen Anforderungen standhalten. Das Verfahren ist in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet, da es unglaublich präzise Konstruktionen ermöglicht, die zur Einhaltung der strengen Vorschriften der Federal Aviation Administration (FAA) erforderlich sind.

Darüber hinaus ist die subtraktive Fertigung bei der Fertigung mit Metallen in der Regel effizienter. Während Metalladditivmaterialien immer noch begrenzt und kostspielig sind, sind die für subtraktive Verfahren benötigten Rohmaterialien weithin verfügbar und bekannt. Es gibt keinen Mangel an Metallen für CNC, die Produkte mit engen Toleranzen und guten Oberflächengüten herstellen können.

All dies soll nicht heißen, dass sich die subtraktive Fertigung allein als ausreichend erweisen wird, um den wachsenden, komplexen Anforderungen von gestörten Märkten gerecht zu werden. Diese Herstellungsverfahren haben ihre eigenen Einschränkungen. Zunächst einmal können die Anlaufkosten für die CNC-Bearbeitung genauso hoch sein wie die für den 3D-Druck, wenn nicht sogar höher. Darüber hinaus ist die CNC-Bearbeitung aus gestalterischer Sicht oft mit mehr Einschränkungen verbunden als die additive Bearbeitung. Die subtraktive Fertigung ist auch weniger materialeffizient und umweltfreundlich als die additive Fertigung, da sie von Natur aus Abfall erzeugt.

Kombination von Fähigkeiten für ultimativen Erfolg

Die Vor- und Nachteile sowohl additiver als auch subtraktiver Fertigungsverfahren machen sie in vielen Anwendungen zu idealen Ergänzungen. Da sich Technologie und Verbraucheranforderungen weiterentwickeln, werden die Hersteller mit der Aufgabe betraut, neue Methoden zu entwickeln, die sowohl additive als auch subtrahierende Techniken integrieren.

Egal, ob Sie das Motorrad der Zukunft bauen oder versuchen, ein hochwertiges Nischenprodukt zu schaffen, es ist wichtig, dem Prozess gegenüber aufgeschlossen zu sein. Traditionelle Herstellungsmethoden haben Ingenieuren und Produktmanagern, die das Nächstbeste bauen wollen, viel zu bieten. Eine ausgeklügelte Kombination aus subtraktiver und additiver Fertigung kann Herstellern dabei helfen, ihre innovativsten Produkte zukunftssicher zu machen.

Wir bei Fast Radius unterstützen Unternehmen mit Leidenschaft dabei, die Produkte der Zukunft heute zu entwickeln sei es das Prototyping eines einzigartigen Teils durch Fused Deposition Modeling (FDM) oder die Kombination von additiven und subtraktiven Methoden zur Ausführung einheitlicher Teile in hohen Stückzahlen. Wir können Ihnen helfen, auf eine Weise zu erstellen, die Sie nicht für möglich gehalten hätten. Kontaktiere uns heute.

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