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Gründe, Metallteile
in 3D zu drucken

Wenn Sie an der Gestaltung oder Herstellung von Metallteilen beteiligt sind, dann kennen Sie sicherlich bereits einige der Möglichkeiten und Freiheiten, die der 3D-Metalldruck bietet. Sie könnten vielleicht sogar schon darüber nachgedacht haben, additive Fertigungsmethoden für ein Projekt zu verwenden. Doch was hält Sie davon ab? Vielleicht fehlt Ihnen eine starke Argumentationskette für die interne Durchsetzung. Oder die Vorteile verbinden sich für Sie selbst noch nicht zu einem überzeugenden Ganzen. Hier ist sind unsere Argumentationskette für 3D-Metalldruck – als Hilfe für die Schaffung Ihrer eigenen.

Bevor wir ins Detail gehen, sollte festgehalten werden, dass 3D-Metalldruck eine fertig entwickelte Technologie ist – sowohl in Bezug auf die Materialien und die erzielbaren Eigenschaften als auch auf die Software für Gestaltung, Bau und Prozesssteuerung. Gleichzeitig bieten 3D-Druck-Anbieter wie Materialise mit Ihren Druckerparks Zugang zu einer breiten Palette an Drucktechnologien und Materialien, so dass Sie sich nicht sofort für eine Maschine oder eine bestimmte Methode entscheiden müssen.

Dennoch gibt es immer noch zahlreiche Vorbehalte, die der 3D-Druck überwinden muss, und einige davon sind besonders stark bei Metall-Anwendungen, wo traditionelle Methoden tief verankert sind. Wie wir sehen werden, betreffen die Vorbehalte auch Bereiche, in denen mit der additiven Fertigung die stärksten Verbesserungen erzielt werden können.

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Sparen Sie Zeit: Warten Sie nur Stunden oder Tage, nicht Wochen oder Monate

Infografik 3D Metalldruck: Zeit sparen

Ein offensichtlicher, weithin bekannter genereller Vorteil der additiven Fertigung ist, dass Sie vom Entwurf bis zum fertigen Teil weniger Zeit benötigen. Ein großer Teil dieser Zeit hängt mit dem Werkzeugbau zusammen.

Denn für das 3D-Drucken werden keine teilespezifischen Werkzeuge benötigt. Einer teilespezifischen Anpassung am nächsten kommen die Support-Strukturen, die im Rahmen des Druckprozesses geschaffen werden.

Durch den Wegfall spezifischer Werkzeuge sind Vorlaufzeiten von Tagen statt Wochen möglich. Bei einem Elektro-Rennwagen-Projekt für Le Mans 2019 benötigte das dahinter stehende Team namens "InMotion" zum Beispiel nur eine Woche, um einen neuen, leichten Querlenker aus Titan zu entwerfen und herzustellen.

Unabhängig davon, was Sie herstellen möchten: Fortschritte in der Verarbeitungssoftware für 3D-Druck bedeuten, dass viele zeitaufwändige Schritte bei der Einrichtung und Vorbereitung einer Konstruktion nun automatisiert oder anderweitig optimiert sind, so dass hocheffiziente 3D-Druck-Prozesse möglich sind.

Zeit ist natürlich Geld, und die Einsparungen, die sich durch reduzierte Ausfallzeiten, schnellere Wege zum Produkt und höhere Flexibilität in der Produktion ergeben, summieren sich. Aber der 3D-Druck kann weitere direkte finanzielle Vorteile haben.

Sie möchten mehr über 3D-Metalldruck bei Ihren Projekte erfahren? Nehmen Sie Kontakt zu uns auf über metal@materialise.com

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Sparen Sie Geld: 3D-Konstruktion vs. Fräsen

Infografik 3D Metalldruck: Geld sparen

Wenn Sie spangebende Verfahren nutzen, dann wissen Sie, wie viel mehr Material Sie zu Beginn benötigen im Vergleich zu dem, was am Ende für das Werkstück selbst benötigt wird. Der Rest ist Ausschuss, Ausschuss, den Sie zu Beginn des Arbeitsprozesses als Rohstoff teuer bezahlt haben und der nun entfernt, transportiert und recycelt werden muss.

Auch hier spielt der 3D-Druck seine Vorteile aus. Denn beim 3D-Druck wird nur dort Material eingesetzt, wo es nötig ist: Für das Werkstück selbst und für stützende Strukturen. Der Ausschuss ist minimal. Darüber hinaus führen die begrenzten Designmöglichkeiten herkömmlicher Verfahren oft dazu, dass unnötiges Material eingesetzt wird, um Komplexität zu reduzieren oder die Herstellbarkeit zu gewährleisten. Ein Sauggreifer, den wir für den 3D-Druck mit Aluminium neu entworfen haben, hatte am Ende ein um ein Viertel geringeres Gewicht als die ursprüngliche Version und kostete ein Drittel weniger.

Der effizientere Materialeinsatz führt zu einem Dominoeffekt. Unter anderem lässt sich schlanker produzieren, da weniger Material eingekauft, gelagert und bewegt werden muss. Das geringere Gewicht eines Werkstücks beeinflusst oft zudem die Betriebskosten und die Leistung des Gesamtobjekts, in dem es verbaut wird. Zum Beispiel lassen sich leichtere Objekte mit weniger Energie beziehungsweise schneller beschleunigen und anschließend auch leichter wieder abbremsen. Besonders augenfällig ist das Sparpotenzial in der Luft- und Raumfahrt, wo jedes Gramm zählt (ein Kilogramm in die Umlaufbahn zu schicken kostet zurzeit 20.000 $).

Der andere große Einsparfaktor liegt in der Werkzeugbereitstellung. Denken Sie an die Vielzahl der maßgeschneiderten Werkzeuge, Haltevorrichtungen oder Gussformen, die bei herkömmlichen Herstellungsverfahren benötigt werden. Und stellen Sie sich nun vor, die meisten davon fallen weg.

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Machen Sie mehr: Viele Fliegen mit einer Klappe schlagen

Infografik 3D Metalldruck: Gewicht reduzieren

Der 3D-Druck zerstört einen fundamentalen Glaubenssatz des traditionellen Metall-Regelwerks: dass Komplexität schlecht ist. Mit 3D-Metalldruck führt Komplexität nicht mehr zu Mehrkosten. Und das bedeutet für Sie: Sie können verschiedene Funktionalitäten in einem einzigen gedruckten Teil kombinieren, ohne sich wegen der zunehmenden Komplexität des Werkstücks Sorgen machen zu müssen.

Wenn Sie früher mehrere Einzelteile zu einer Baugruppe miteinander verschrauben oder verschweißen mussten, können Sie die gesamte Baugruppe heute in vielen Fällen als fertig verbundenes Gesamtbauteil in einem einzigen Vorgang drucken. Das wiederum kann die Kosten für die Baugruppe selbst, aber auch die Wartungskosten senken. Denn bei in einem Zug hergestellten Baugruppen ist das Risiko von Leckagen oder Teilschäden durch Fehler bei der Montage geringer.

Darüber hinaus können Sie beim 3D-Druck die Funktionalität ergänzen oder verbessern, indem sie Fähigkeiten „hineinkonstruieren“. Unter anderem sind komplizierte interne Strukturen, Gitter und Kanäle möglich, die den Luftstrom oder die Schmierung verbessern. Oder es können spezielle Oberflächenstrukturen und Topographien geschaffen werden, die zum Beispiel die Haptik oder Adhäsion verbessern oder eine Verbindung zu einem anderen Teil herstellen.

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Machen Sie es besser: Keine Grenzen

Infografik 3D Metalldruck: Frei gestalten

Wenn wir früher etwas konstruiert haben, mussten wir von Anfang mit einplanen, was Gießen und spangebende Fertigung überhaupt ermöglichen. Beim 3D-Drucken dagegen kann die Form der Funktion folgen. Wir können das Werkstück so entwerfen, wie wir es brauchen und nicht so, wie es die Werkzeuge erlauben, die wir für seine Herstellung benötigen.

Diese neue Freiheit erlaubt es Ihnen, an die Gestaltung von Objekten auf komplett neue Weise heranzugehen und Formen und Strukturen zu schaffen, die früher einfach nicht möglich waren oder zu teuer gewesen wären. Das Innovationspotenzial ist enorm.

Der 3D-Druck eignet sich für evolutionäre Designansätze. Damit werden nicht nur Endprodukte schneller erstellt, sondern auch finale Designs rascher entwickelt – in schnellen Teilschritten und mit der Möglichkeit, das reale Werkstück jederzeit zu testen. Damit verbunden schrumpft auch der Zeitraum zwischen den einzelnen Prototypen drastisch. Es entsteht Raum für Experimente und Innovationen, was zu einem besseren Endprodukt führt.

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Erhalten Sie Ihren Wettbewerbsvorsprung

Infografik 3D Metalldruck: Vorne bleiben

Bereits alle oben genannten Punkte werden dazu beitragen, dass Sie als Hersteller, Designer oder Innovator ihren Vorsprung im Wettbewerb bewahren. Doch damit nicht genug: Der 3D-Druck bietet Ihnen auch neue Möglichkeiten zur Differenzierung Ihres Angebots. Die additive Fertigung wirft alle bisherigen Vorstellungen zu Skaleneffekten über den Haufen. Aufgrund der geringen Anlaufkosten wird es wirtschaftlich, auch in kleinen Chargen, auf Anfrage, individualisiert oder für Nischen zu produzieren, was in der Vergangenheit zu teuer gewesen wäre. Es eröffnen sich vollkommen neue Möglichkeiten.

Sowohl das Potenzial für neue Geschäftsmodelle und Produktstrategien als auch die Designfreiheiten beim 3D- Druck erfordern eine neue, andere Denkweise. In der gleichen Weise wie wir gelernt haben, mit Blick auf das Fräsen, Drehen und Gießen zu entwerfen, müssen wir jetzt lernen, additiv zu denken. Den Lernprozess können Sie jedoch beschleunigen, indem Sie klein anfangen und die Erfolgsgeschichten in Ihrem Team oder in Ihrer Organisation weitergeben. Damit stellen Sie sicher, dass die additive Fertigung ein natürlicher Bestandteil Ihres Instrumentariums wird.

3D-Metalldruck ist gerade dabei, sich breit zu etablieren. Seien Sie dabei und entwickeln Sie Ihre eigene Anwendung mit Metalldruck.

Wenn Sie bereits Fragen haben...

Unser Design & Team steht Ihnen gerne Rede und Antwort. Bei Metall-3D-Druck spielt die Konstruktion im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden eine wesentliche Rolle.

Erzählen Sie uns, was Sie sich vorstellen und unser Design- und Entwicklungsteam hilft Ihnen dabei diese Idee zu verwirklichen.

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Der Schlüssel für einen erfolgreichen Metall-3D-Druck ist das Finden der richtigen Anwendungen. Sobald Sie das geschafft haben, werden Sie feststellen, wie die Produktion Ihrer innovativen Metallbauteile schneller und effizienter wird.

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