Navigieren im additiven Fertigungsprozess:Erwartungen und Best Practices

Veröffentlicht am 29. März 2022

Während der 3D-Druck einer CAD-Datei für einen nicht funktionsfähigen Prototyp relativ einfach ist, kann die Einführung eines vollständigen Produktentwicklungszyklus – vom Konzept bis zur Produktion – komplex sein, insbesondere wenn unbekannte additive Fertigungstechnologien (AM) eingesetzt werden.

Den 3D-Druckprozess verstehen

Im Gegensatz zu subtraktiven Methoden wie der CNC-Bearbeitung oder dem formbasierten Arbeitsablauf des Spritzgusses baut AM Teile Schicht für Schicht auf und fügt Material hinzu, anstatt es zu entfernen. Dieser grundlegende Unterschied bringt neue verfahrenstechnische Herausforderungen mit sich:

• Begrenzte Bauvolumina erfordern möglicherweise, dass Teile auf mehrere Drucke aufgeteilt und anschließend zusammengebaut werden.
• Während der Extrusion erzeugte Wärme kann Teile verziehen.
• Es gibt prozessspezifische Nuancen – zum Beispiel hinterlässt Fused Deposition Modeling (FDM) oft sichtbare Schichtlinien, während HP Multi-Jet Fusion (MJF) einen speziellen Kühl- und Reinigungsschritt erfordert.

Wenn Sie sich dieser Faktoren bewusst sind, können Sie Ihr AM-Projekt auf eine reibungslose und effiziente Produktion ausrichten. Nachfolgend finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung mit Vergleichen der Designansätze und einem Workflow-Diagramm, das wichtige Entscheidungen hervorhebt.

Drei Ansätze für den additiven Fertigungsprozess

Additive Projekte lassen sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen:

• Ansatz A:Schnelle Produktion und Prototyping – Sie verfügen bereits über eine validierte CAD-Datei und benötigen das Teil innerhalb von 30 Stunden.
• Ansatz B:Optimierung eines vorhandenen Designs für AM – Sie verwenden derzeit Spritzguss, möchten aber die Kosten in der Lieferkette senken, indem Sie das Teil nach Bedarf produzieren.
• Ansatz C:Entwerfen eines neuen Teils von Grund auf für AM – Das Teil kann nicht mit herkömmlichen Methoden hergestellt werden, oder AM bietet Kostenvorteile bei niedrigen bis mittleren Stückzahlen.

Welcher additive Fertigungsansatz ist der richtige für mich?

Das Entwerfen von einer leeren Leinwand (Ansatz C) bietet das größte Potenzial für Leistungs- und Kostensteigerungen, dank der vollständigen Ausnutzung der Design-for-Additive-Manufacturing-Prinzipien (DFAM). Die meisten Projekte von SyBridge orientieren sich jedoch an Ansatz B, bei dem ein vorhandenes Teil für AM neu konstruiert wird, um eine On-Demand-Produktion zu ermöglichen und den Lagerbestandsaufwand zu reduzieren.

Bei beiden Ansätzen B und C wird die ursprüngliche CAD-Datei einer strengen Validierung unterzogen – häufig durch einen umfassenden Produktionsteil-Genehmigungsprozess (PPAP) –, bevor mit der Serienproduktion fortgefahren wird. Nach der Genehmigung werden Folgeaufträge zu einem optimierten, schnellen Bearbeitungsvorgang. Mit einem Partner wie SyBridge können Sie Teile bereits am nächsten Tag erhalten.

Der additive Fertigungsprozess:Schritte und Entscheidungen

Nachfolgend finden Sie einen prägnanten Arbeitsablauf, der die kritischen Schritte und Entscheidungspunkte für jeden Ansatz darstellt. Unabhängig vom gewählten Weg stellt der End-to-End-Support durch einen vertrauenswürdigen AM-Partner sicher, dass Ihre Teile den höchsten Standards an Qualität, Zuverlässigkeit und Leistung entsprechen.

Modifizieren eines vorhandenen Teils für die additive Fertigung

Schritt 1:Identifizieren Sie Teile mit einem starken Geschäftsszenario

Beginnen Sie mit der Bestätigung einer soliden geschäftlichen Begründung für die Umstellung auf AM. Ersatzteile mit hohem Umsatz sind die besten Kandidaten:Sie können nach identischen Leistungsstandards hergestellt werden, während gleichzeitig Lagerkosten entfallen und eine Just-in-Time-Lagerhaltung ermöglicht wird.

Schritt 2:Entwerfen Sie Ihr Teil

Bei der Überarbeitung eines vorhandenen Teils liegt der Schwerpunkt auf der Feinabstimmung der Geometrie für AM und nicht auf der Neugestaltung der gesamten Form. Kleinere Änderungen – wie das Anpassen von Schrägenwinkeln, das Hinzufügen von Verrundungen oder das Optimieren der Wandstärke – stellen sicher, dass das Teil nahtlos in seine Baugruppe passt und gleichzeitig kritische Maßtoleranzen einhält.

Schritt 3:Material- und Prozessauswahl

Definieren Sie die Leistungsanforderungen des Teils (Modul, Zugfestigkeit, Druckfestigkeit usw.) und die Umwelteinflüsse. Stellen Sie eine Auswahlliste kompatibler AM-Materialien zusammen und bewerten Sie dann die verfügbaren Technologien – FDM, SLS, MJF usw. –, die diese Eigenschaften liefern können. Wenn mehrere Optionen vorhanden sind, testen Sie jede mit Prototypdrucken, um die beste Eignung für die Serienproduktion zu ermitteln.

Schritt 4:Iteratives Produktionsdesign und Testen

Legen Sie die Druckparameter fest – Stützstruktur, Entfernungswerkzeuge, Oberflächenbeschaffenheit, Aushärtezeit und Vorrichtungsanweisungen –, sobald das Teil die Maß- und Leistungsziele erreicht. Fassen Sie alle Daten in einem „Build-Paket“ zusammen, das als definitive Referenz für eine konsistente, qualitativ hochwertige Produktion weltweit dient.

Schritt 5:On-Demand-Produktion und globale Erfüllung

Zugelassene Teile sind jetzt für die On-Demand-Fertigung und weltweite Lieferung bereit. Die digitale Bestandsaufnahme macht die physische Lagerhaltung überflüssig und ermöglicht die Produktion in Echtzeit, wenn die Nachfrage steigt.

Starten Sie den Prozess noch heute

Unabhängig davon, wo Sie sich auf Ihrem Weg zur additiven Fertigung befinden, bietet SyBridge umfassende Unterstützung und DFAM-Expertise, um Ihr Konzept auf den Markt zu bringen. Kontaktieren Sie jetzt unser Team, um mit der Transformation zu beginnen.