Bei der additiven Fertigung, allgemein bekannt als 3D-Druck, werden Objekte durch schichtweises Auftragen von Material hergestellt. Diese Methode steht im Gegensatz zur traditionellen subtraktiven Fertigung, bei der Material abgetragen wird, um ein Objekt zu formen. Der Prozess der additiven Fertigung besteht in der Regel aus vier Hauptschritten, wobei bei der Metallherstellung zusätzliche Überlegungen angestellt werden.
Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. CAD-Entwurf
Mithilfe von CAD-Software (Computer-Aided Design) wird ein digitales Modell des gewünschten Objekts erstellt. In diesem Schritt werden die Form, die Größe und die Spezifikationen des Objekts entworfen und verfeinert.
2. Vorverarbeitung
In der Vorverarbeitungsphase wird das digitale Modell für den Druck vorbereitet. Dazu gehören Aufgaben wie die Optimierung des Modells für den Druck, das Schneiden in dünne Schichten und die Erstellung der erforderlichen Anweisungen für den 3D-Drucker.
3. Drucken
In der Druckphase trägt der 3D-Drucker Schicht für Schicht Material auf, um das Objekt zu erstellen. Das verwendete Material kann je nach Drucker und Anwendung aus Kunststoff, Metall, Keramik oder anderen Materialien bestehen. Um das Material zu verschmelzen und die gewünschte Form zu erzeugen, können verschiedene Drucktechnologien eingesetzt werden, z. B. Pulverbettfusion oder direkte Energieabscheidung.
4. Nachbearbeitung
Nachdem das Objekt gedruckt wurde, können Nachbearbeitungsschritte erforderlich sein, um seine endgültigen Eigenschaften und sein Aussehen zu verbessern. Dazu gehören das Entfernen von Stützstrukturen, die Reinigung, das Glätten der Oberfläche, das Aushärten oder Verfestigen des Materials und die Durchführung aller erforderlichen Nacharbeiten.
5. Zusätzliche Überlegungen zur additiven Fertigung von Metallen
Im Zusammenhang mit der additiven Fertigung von Metallen gibt es zusätzliche Überlegungen und Schritte. Metallobjekte werden in der Regel durch Pulverbettschmelzen hergestellt, wobei ein Laser- oder Elektronenstrahl Metallpulverpartikel Punkt für Punkt verschmilzt, um die Schichten aufzubauen. Nach dem Druckprozess müssen die Metallteile eventuell noch entbindert werden. Dabei werden alle Bindemittel entfernt, die die Struktur während des Drucks zusammenhalten. Die entbinderten Teile werden dann einer Wärmebehandlung unter einer modifizierten, sauerstofffreien Atmosphäre unterzogen, um eine Oxidation zu verhindern. Diese Wärmebehandlung kann in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre durchgeführt werden, um das Metall vor Oxidation zu schützen. Der letzte Schritt kann zusätzliche Bearbeitungen oder Behandlungen umfassen, um die gewünschten Eigenschaften oder die gewünschte Präzision zu erreichen.
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