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Kombination additiver und subtraktiver Technologien

Additiv und subtraktiv im Schulterschluss
3D Systems und GF bieten integrierte Fertigungslösung

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Die additive Fertigung findet immer öfter Eingang in traditionelle Arbeitsabläufe. 3D Systems und GF Machining Solutions konzipieren dafür maßgeschneiderte und integrierte Fertigungslösungen, die Wettbewerbsvorteile versprechen.

Mark Cook
VP Metals Products bei 3D Systems
Dogan Basic
Product Manager GF Machining Solutions

Hersteller, die in ihren Branchen als führend gelten, haben erkannt, wie die additive Fertigung ihre traditionellen Arbeitsabläufe ergänzen und ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann. Die jüngste E&Y-Studie* hat bestätigt, dass die Einführung der additiven Fertigung zunimmt und fast 75 % der Unternehmen diese Technologie nutzen oder sie in Produktionsabläufe integrieren möchten. Diese Hersteller profitieren damit nicht nur von einer hohen Designfreiheit, sondern können ihre Agilität erhöhen, die Produktion skalieren und die Gesamtbetriebskosten (TCO) verbessern.

3D Systems und GF Machining Solutions arbeiten mit ihren Kunden zusammen, um sie bei der Entwicklung ihrer additiven Fertigung zu unterstützen und die Einführung additiver Fertigungsprozesse in bestehende Produktionsabläufe zu beschleunigen. Dieser Prozess beginnt mit einer Analyse, um die bestmögliche Lösung zu entwickeln und Herausforderungen zu meistern. In den Customer Innovation Centers (CIC) von 3D Systems und im AMotion Center von GF Machining Solutions erhalten Kunden Zugang zu maßgeschneiderten Lösungen, Expertise in der additiven Fertigung und modernsten Technologien: Ein kompletter Workflow für den 3D-Metalldruck, der alle Schritte vom Design bis hin zum fertigen Teil umfasst.

Schon im Design wird die Grundlage für den Fertigungsprozess gelegt

Im ersten Schritt, Design, muss der Produktionsablauf definiert werden. Hier kommt das fundierte Anwendungs-Know-how beider Unternehmen ins Spiel. Gemeinsam helfen sie dem Kunden, die kostengünstigste Art und Weise zu definieren, wie die benötigten Teile gefertigt und Qualitätskontrollen durchgeführt werden können.

Der zweite Schritt, Vorbereitung, beinhaltet die Vorbereitung und Optimierung des geplanten Teils für Additive Manufacturing (AM). In diesem Schritt übernimmt 3DXpert, die integrierte AM-Software von 3D Systems, alle Phasen des Fertigungsprozesses. Darüber hinaus hilft die Software, Baufehler oder Schäden am Drucker vorherzusagen, ehe das Modell zum Druck geschickt wird. So wird die Erstellung erfolgreicher Drucke erleichtert und die Markteinführungszeit verkürzt.

Beim Druck sind wiederholbare Qualität, Prozessrobustheit und Durchsatz der Schlüssel zum Erreichen einer niedrigen TCO. Die 3D-Metalldrucker DMP Flex 350 und DMP Factory 350 von GF Machining Solutions und 3D Systems besitzen außergewöhnliche Funktionen im Markt:

  • Eine Vakuumkammer, die einen konstant niedrigen Sauerstoffgehalt von 25 ppm garantiert, was die vollständige Nutzung des Pulvers über mehrere Zyklen hinweg ermöglicht
  • Eine laminare Argonströmung, die zusammen mit dem geringen Sauerstoffgehalt für sehr gute und konsistente mechanische Eigenschaften sorgt
  • Ein herausnehmbares Druckmodul (Removable Print Module, RPM), das für minimale Umrüstzeiten sorgt und die Prozesseffizienz verbessert

Die Qualitätsanalyse ist der Schlüssel in der Serienfertigung. Viele Unternehmen, die den 3D-Metalldruck in Betracht ziehen, unterschätzen den Kosten- und Zeitfaktor, der in der Inspektion derzeit erforderlich ist. Mit den 3DXpert-Modulen DMP Monitoring und DMP Inspection können Anwender Fehler in der richtigen Größe und an der richtigen Stelle sehr genau erkennen und analysieren. Dies hilft, fundierte Entscheidungen für die Teilequalität zu treffen, um Prüfungsschritte zu reduzieren und die Effizienz zu steigern.

Fast alle 3D-gedruckten Metallteile müssen nachgearbeitet werden

Der letzte Schritt ist die Nachbearbeitung. Fast alle 3D-Metalldruckteile müssen nachbearbeitet werden, etwa um Stützstrukturen zu entfernen. Gerade wenn Anwender nach Lösungen suchen, die alle Technologien in den Herstellungsprozess integrieren, müssen sie die spezifischen Eigenschaften 3D-gedruckter Teile berücksichtigen. Das speziell für AM entwickelte System-3R-Tooling von GF erleichtert etwa das Einspannen in einer Fräsmaschine und ermöglicht so ein einfacheres Einrichten; die AgieCharmilles Cut AM 500, eine horizontale Drahterodierlösung von GF Machining Solutions, trennt die 3D-Druckteile von der Bauplatte und trägt gleichzeitig zur Erhaltung der Teileintegrität und niedrigen Betriebskosten bei.

Dieser komplette Workflow, der additive und subtraktive Technologien kombiniert, ermöglicht es den Anwendern, qualitativ hochwertige Teile zu optimierten Kosten pro Teil zu fertigen.

Der 3D-Metalldruck ist zu einer wichtigen Technologie für Endanwendungen geworden, vor allem für die Luft- und Raumfahrt und im Gesundheitswesen. Der Grund sind seine Vorteile gegenüber den klassischen Fertigungsmethoden: Reduzierung der Teilekosten, Effizienzsteigerung der Konstruktionen, geringes Gewicht der Teile – und die Fähigkeit, einzigartige Bauteile zu produzieren, die mit traditionellen Fertigungstechnologien nicht möglich wären.

Die digitalen Fertigungslösungen, die 3D Systems und GF Machining Solutions anbieten, sind individuell auf die Anwendung jedes Kunden zugeschnitten. Doch jede ist ein kompletter Workflow für den 3D-Metalldruck und optimiert für Skalierbarkeit, hohen Durchsatz und niedrige Gesamtbetriebskosten, um wiederholbare, qualitativ hochwertige Teile zu produzieren. Mit zunehmender Übernahme des 3D-Metalldrucks werden Unternehmen die Art und Weise verändern, wie sie neue, verbesserte Produkte herstellen und gleichzeitig eine Effizienz erreichen, die ihnen im Wettbewerb einen Vorsprung verschafft.

*Ernst&Young-Studie „3D printing: hype or game changer?“, 2019



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