Additive Fertigung

Rapid Prototyping hat sich zu einer Technologie entwickelt, die heute als additive Fertigung bezeichnet wird und in der gesamten Branche zur schnellen Herstellung von nutzbaren Teilen aus einer Vielzahl von Materialien eingesetzt wird.

Was ist additive Fertigung?

Additive Fertigung bezieht sich auf das Hinzufügen von Schicht auf Schicht Material mithilfe datengesteuerter Automatisierung, um ein Produkt zu formen. Dies ist das Gegenteil der maschinellen Bearbeitung, bei der Material abgetragen wird, um ein Produkt zu bilden. Die additive Fertigung wird manchmal als 3D-Druck bezeichnet, wird aber oft spezifischer mit der industriellen Großserienproduktion in Verbindung gebracht. Die industrielle additive Fertigung erfordert einen integrierten und digitalen Workflow, beginnend mit der Konstruktion und Simulation bis hin zur Produktion. Die additive Fertigung hat einen revolutionären Einfluss auf die Fertigung, indem sie die Herstellung immer komplexerer Designs ermöglicht, Materialverschwendung reduziert und die Fertigung schnell beschleunigt.

Software ist der Grundstein für die additive Fertigung

Siemens NX bietet alle Funktionen, die Sie benötigen, um Designs für die additive Fertigung im industriellen Maßstab zu erstellen und zu produzieren. NX nutzt innovative Technologien wie konvergente Modellierung, Topologieoptimierung und integrierte Build-Prozessoren, um das einfache Design, die Simulation und die Produktion von additiv gefertigten Teilen zu fördern. Die Entwicklung des 3D-Drucks ist über das Rapid Prototyping hinausgegangen und wird zu einem Mainstream-Fertigungsverfahren, das von der Luft- und Raumfahrt über medizinische Geräte bis hin zur Energie- und Automobilindustrie eingesetzt wird. Siemens ist führend mit Software, die den additiven Fertigungsprozess vom Design oder Auftrag bis zum Druck vorantreibt.

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Verstehen Sie die Vorteile der additiven Fertigung

Kürzere Markteinführungszeit

Beschleunigen Sie die Markteinführung von Produkten in Rekordzeit aufgrund der Schnelligkeit der additiven Fertigung.

Eliminierung von Werkzeugen

Reduzieren Sie den Bedarf an teuren Werkzeugen im Vergleich zu anderen Fertigungsmethoden wie Spritzguss oder Guss.

Fertigungslosgrößen von 1

Stellen Sie kundenspezifische Teile her, da die Kosten nicht steigen, wenn die Losgröße abnimmt.

Additive Fertigungstechnologien und -prozesse

Die additive Fertigung kann mit verschiedenen Techniken wie Binder Jetting und Laminated Object Manufacturing durchgeführt werden, aber die folgenden Technologien werden am häufigsten für den 3D-Druck verwendet.

Materialextrusion (FDM, FFF)

Bei diesem Verfahren werden eine Spule aus Material (in der Regel auf Polymerbasis) und ein beheizter Abscheidekopf verwendet. Der Kopf schmilzt das Filament, um das Material in einem langen Strom zu extrudieren. FDM ist die Technologie, die in den meisten kostengünstigen Desktop-Druckern verwendet wird, da die Teile erschwinglich sind und Materialien in Filament-/Spulenform verfügbar sind. Die Software für mehrachsiges FDM wurde von Siemens und unseren Partnern in unseren NX-Lösungen entwickelt. Unsere Lösung wurde über mehrere Generationen hinweg getestet und verbessert und ist die robusteste Plattform für diese Art von Operationen.

Stereolithographie (SLA)

Die Stereolithografie ist eines der ältesten Verfahren der additiven Fertigung (AM) und verwendet flüssige Harze, um 3D-Objekte zu erstellen. In den meisten Fällen werden die Harze mit ultraviolettem Licht ausgehärtet. SLA-Drucker unterscheiden sich etwas von anderen Technologien, da das Teil in –Z-Richtung gedruckt wird. Das bedeutet, dass nach dem Erstarren jede Schicht des gedruckten Teils nach unten in das Harz gedrückt wird, anstatt wie bei den meisten anderen Verfahren nach oben aufgebaut zu werden.

Pulverbett-Fusion (DMLS, SLS, EBM)

Powder Bed Fusion ist ein Begriff, der viele additive Verfahren beschreibt, einschließlich der additiven Fertigung von Metallen. Bei allen handelt es sich um ein Bett aus pulverförmigem Material, das Schicht für Schicht planar verschmolzen wird. Dies geschieht mit mehreren Materialarten, sowohl Kunststoff als auch Metall. Eine Vielzahl von Technologien wird verwendet, um Pulvermaterial zu schmelzen. Die integrierte Natur von Siemens NX ermöglicht es Ihnen, notwendige Aufgaben wie die 3D-Verschachtelung von Teilen im Baukasten oder den Aufbau von Stützstrukturen für den PBF-Druck ohne Datenübersetzungen oder die Verwendung externer Softwarepakete durchzuführen. Dies hat den Vorteil, dass diese nachgelagerten Vorgänge automatisch und mit wenig Benutzerinteraktion aktualisiert werden, wenn sich Ihre Teilegeometrie durch Revisionen ändert, wodurch große Mengen an Konstruktions- und Einrichtungszeit eingespart werden.

Binder Jetting

Binder Jetting ist eine Kategorie von additiven Fertigungstechniken (AM), bei denen Druckköpfe im Tintenstrahlstil verwendet werden, um selektiv ein flüssiges Bindemittel auf pulverförmiges Material aufzutragen, um feste 3D-Objekte zu bilden. Da die Pulvermoleküle durch eine adhäsive chemische Reaktion miteinander verbunden werden, anstatt durch Schmelzen oder Sintern durch zugeführte Wärmeenergie, unterscheiden sich Binder-Jetting-Techniken von Pulverbett-Fusionstechniken.

Material-Jetting

Material Jetting ist ein additives Fertigungsverfahren (AM), bei dem Tröpfchen aus flüssigem Harz selektiv über Tintenstrahldruckköpfe abgeschieden und durch UV-Bestrahlung verfestigt werden, um ein solides 3D-Objekt zu erstellen. Material Jetting gilt als eine der präzisesten Methoden der additiven Fertigung. Das Material Jetting ist in der Lage, in Schichten mit einer Dicke von weniger als 20 Mikrometern zu drucken und ist dafür bekannt, CAD-Designs mit feinen Details, hoher Genauigkeit und glatten Oberflächen zu erstellen.