3D-Druck & CAD-Service

WAS IST ADDITIVE FERTIGUNG?

Bauteile entstehen Schicht für Schicht — direkt aus der CAD-Datei

Additive Fertigung bezeichnet alle Verfahren, bei denen ein Bauteil schichtweise aus einer digitalen Geometrie aufgebaut wird — im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung, bei der Material entfernt wird. Definiert ist sie seit 2015 international über ISO/ASTM 52900.
Der methodische Wert liegt nicht im Druck selbst, sondern in der Geometriefreiheit, die er erschließt: Hinterschnitte, innere Kanäle, periodische Gitter, funktionsgradierte Strukturen — alles, was klassische Verfahren ausschließen — wird zugänglich. Damit wird additive Fertigung zum natürlichen Partner bionischer Konstruktion.
Daraus folgt eine eigene Konstruktionsdisziplin: Design for Additive Manufacturing (DfAM). Sie unterscheidet sich von klassischem CAD so grundlegend wie Holzbau von Stahlbau — gleiches Werkzeug, andere Logik.

„Additive Fertigung ist nicht das schnellere Spritzgießen. Sie ist eine andere Art, über Bauteile zu denken.“

AUF EINEN BLICK

DEFINITION

ISO/ASTM 52900

seit 2015 · einheitliche Terminologie

ERSTES VERFAHREN

SLA · 1986

Chuck Hull, US 4575330 A

VERFAHRENSKLASSEN

7 nach ISO 52900 

FDM, SLA, SLS, MJF, SLM, BJT, …

SCHLÜSSELDISZIPLIN

DfAM

Design for Additive Manufacturing

GRUNDPRINZIPIEN

Vier Leitsätze für additives Denken.

DfAM ist mehr als „druckbar konstruieren“. Diese vier Prinzipien sind die Grammatik, in der additive Geometrie funktioniert.

01

Geometrie ist frei

Komplexität kostet additiv nichts. Hinterschnitte, interne Kanäle und Gitter sind zugänglich, wo klassische Verfahren ausschließen.

02

Funktion integriert

Mehrere Baugruppen, gemeinsame Funktion, ein Druck. Montageschritte verschwinden — Toleranzen mit ihnen.

03

Material differenziert

Im Bauteil können Steifigkeit, Dichte und Porosität ortsabhängig variieren. Funktionsgradient statt Materialwechsel.

04

Digital Thread

Vom CAD-Modell zum fertigen Teil ohne Werkzeug. Geometrie ist Code — Varianten sind eine Datei, kein Projekt.

WIE FUNKTIONIERT DIE METHODE?

Die Verfahrensklassen nach ISO/ASTM 52900

Die Norm gliedert additive Fertigung in sieben Verfahrensklassen — jede mit eigenem physikalischen Prinzip, eigenen Materialien und eigenem Einsatzgebiet.

vpp

Vat Photo

SLA · DLP — flüssiges Harz wird per Licht gehärtet. Höchste Detailtreue.

mex

Material Extrusion

FDM — Thermoplast-Strang wird abgelegt. Robust, günstig, vielseitig.

pbf

Powder Bed Fusion

SLS · MJF · SLM — Pulver wird selektiv geschmolzen. Funktionsteile, Metall.

mjt

Material Jetting

Tropfenweise Aufbau aus Photopolymeren. Mehrere Materialien gleichzeitig.

bjt

Binder Jetting

Pulver wird durch Binder lokal verklebt. Skalierbar, kostengünstig im Großen.

BEISPIELE AUS DER PRaxis

Wo additive Fertigung Bionik möglich macht.

Drei Anwendungen, in denen ohne 3D-Druck die bionische Lösung schlicht nicht herstellbar wäre — und die ohne Bionik kein 3D-Druck rechtfertigen würde.

LUFTFAHRT

Bionisch optimierte Strukturhalter

Klassische Frästeile durch topologie-optimierte Druckteile ersetzt — bis zu 45 % leichter bei gleicher Last. Geometrie nur additiv herstellbar.

Verfahren · SLM (Metall) · seit ~2014

MEDIZINTECHNIK

Patientenspezifische Implantate

Auf CT-Daten basierende Knochengeometrien mit innerer Trabekelstruktur — biokompatibel, osseointegrativ und ohne Werkzeugkosten patientenspezifisch.

Verfahren · SLM · SLS · klinischer Standard

ENERGIETECHNIK

Gyroid-Wärmetauscher

TPMS-Gitterstruktur mit maximaler Wärmeübertragungsfläche auf minimalem Volumen — eine Geometrie, die klassische Fertigung nicht produzieren kann.

Verfahren · SLM · BJT · seit ~2018

STANDARDS & WEITERFÜHRENDE QUELLEN

Auf welcher Grundlage wir arbeiten.

NORM

ISO/ASTM 52900 (2015 / 2021)

Additive Fertigung — Grundlagen, Terminologie und Klassifikation.

RICHTLINIE

VDI 3405 (mehrere Blätter)

Additive Fertigungsverfahren — Verfahrensbeschreibungen und Qualität.

PATENT

US 4575330 A (1986)

Chuck Hull — „Apparatus for production of three-dimensional objects“ (SLA).

NORM

ISO/ASTM 52910 / 52911

Konstruktionsrichtlinien — DfAM für Polymere und Metalle.

BUCH

Gibson, Rosen, Stucker: Additive Manufacturing Technologies

Springer, 3. Auflage. Standardwerk zu Verfahren und Anwendungen.

FORSCHUNG

Maskery et al. (2018)

Mechanische Eigenschaften gedruckter TPMS-Gitterstrukturen, Acta Materialia.

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