{"id":22934,"date":"2020-02-26T00:01:40","date_gmt":"2020-02-25T23:01:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=22934"},"modified":"2020-02-26T14:12:27","modified_gmt":"2020-02-26T13:12:27","slug":"velo3d-die-vorteile-der-stuetzenfreien-additiven-fertigung-bei-metalll","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/velo3d-die-vorteile-der-stuetzenfreien-additiven-fertigung-bei-metalll\/","title":{"rendered":"VELO3D – Die Vorteile der st\u00fctzenfreien additiven Fertigung bei Metalll"},"content":{"rendered":"

Auch heute wird die additive Metallherstellung noch \u00fcberwiegend zur Herstellung von Prototypen, Werkzeugkomponenten und Ersatzteilen eingesetzt. Nach und nach wird diese auch f\u00fcr die Produktion selbst eingesetzt. In einer von SmarTech Analysis ver\u00f6ffentlichten Studie prognostizierte das Unternehmen, dass die additive Fertigung von Metallkomponenten im kommenden Jahrzehnt einen Wert von 228 Milliarden Dollar erzielen wird. Einer der Hauptvorteile der additiven Metallherstellung besteht darin, dass Designer Teile mit einem neuen Grad an Designfreiheit modellieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

Aber wie viel Designfreiheit besteht bei der\u00a0 additiven Fertigung von Metall wirklich? Diese Frage kommt auf, weil bei der Laserschmelztechnik<\/a> im Gegensatz zu SLS<\/a> die Metallteile durch St\u00fctzstrukturen an der Konstruktionsplatte befestigt sind. Diese Unterst\u00fctzung bringt erhebliche Einschr\u00e4nkungen was das Design und die Fertigung betrifft, mit sich. Die St\u00fctzstrukturen werden aus dem gleichen Material wie das Teil selbst gedruckt und sind zur Vermeidung von Verformungen, die durch hohen einwirkenden Verarbeitungstemperaturen entstehen, unerl\u00e4sslich. Der Anbieter von additiven Metallfertigungsl\u00f6sungen, VELO3D, hat eine st\u00fctzenfreie L\u00f6sung entwickelt, die die Produktionsdauer, Kosten und Qualit\u00e4t der gedruckten Metallteile optimieren soll.
\nTats\u00e4chlich hat das Unternehmen es erm\u00f6glicht, Teile herzustellen, die mit herk\u00f6mmlichen Verfahren nicht herstellbar sind.<\/p>\n

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Herk\u00f6mmliche Drucker f\u00fcr Metall ben\u00f6tigen Winkel unter 45 Grad, um St\u00fctzstrukturen zu schaffen. Wenn der Winkel abnimmt, wird die nach unten gerichtete Oberfl\u00e4che por\u00f6s und das gedruckte Teil geht kaputt (Bildnachweis: Protolabs<\/p><\/div>\n

VELO3D hat eine st\u00fctzenfreie 3D-Drucktechnologie f\u00fcr Metall entwickelt<\/h3>\n

Nach Sch\u00e4tzungen von Protolabs sind bei 95% der additiv hergestellten Metallteile St\u00fctzstrukturen erforderlich. Im Grunde genommen sind diese f\u00fcr alle Winkel unter 45 Grad erforderlich. Unter 45 Grad bieten sie eine geeignete Basis f\u00fcr die n\u00e4chste Schicht, auf der geschichtet werden soll, sie verankern das Teil auf der Bauplatte, verhindern Verformungen und helfen auch, W\u00e4rme abzuleiten, so dass das Teil mit einer geregelten Geschwindigkeit abk\u00fchlen kann. Wenn sie nicht verwendet werden, wird die nach unten gerichtete Oberfl\u00e4che mit abnehmendem Winkel zunehmend por\u00f6ser, und das Teil misslingt, falls der Winkel zu stark reduziert wird.<\/p>

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Die free-floating-Technologie<\/em> von VELO3D erm\u00f6glicht es, gro\u00dfen Einfluss auf die m\u00f6glichen Variet\u00e4ten an Teilen zu nehmen, die produziert werden k\u00f6nnen. Reproduzierbarkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit sind schwer zu kontrollieren, sobald die St\u00fctzen manuell entfernen m\u00fcssen, bevor\u00a0 weitere Nachbearbeitungsschritte eingeleitet werden, um die gew\u00fcnschte Qualit\u00e4t zu erreichen. Da es sich um einen manuellen Prozess handelt, ist die Ausschussquote h\u00f6her als bei einem Prozess, der auf diese Schritte verzichten kann. Michael Corliss, VP Technologie bei Knust-Godwin, der die VELO3D-Technologie verwendet, erkl\u00e4rt: „Die Verwendung von st\u00fctzenfreiem Drucken reduziert das menschliche Zutun. Das Entfernen der St\u00fctze ist ein solch manueller Eingriff, der sehr, sehr schwer zu kontrollieren ist“<\/em>.<\/p>\n

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Eine Metallkonstruktion vor dem Entfernen der St\u00fctze. Die St\u00fctzen sind aus dem gleichen Material wie das Teil hergestellt und ben\u00f6tigen eine CNC-Bearbeitung, um entfernt zu werden (Bildnachweis: Concept Laser)<\/p><\/div>\n

H\u00e4ufig sind St\u00fctzstrukturen die Ursache von Produktionsproblemen wie Konstruktionsfehler und schlechte Produktqualit\u00e4t. Um diese Probleme zu vermeiden, muss die Konstruktion eines Teils unter Umst\u00e4nden mehrfach \u00fcberarbeitet werden. Die positiven Auswirkungen des Wegfalls von St\u00fctzstrukturen sind bei Teilen mit inneren Hohlr\u00e4umen oder Aussparungen am gr\u00f6\u00dften. David Bentley, Senior Manufacturing Engineer f\u00fcr 3D gedruckte Metalle bei Protolabs hat die VELO3D Technologie verwendet und verdeutlicht, dass die problematischsten Teile „alle Teile mit \u00d6ffnungen, Aussparungen und gekr\u00fcmmten Strukturen zwischen diesen Zug\u00e4ngen“ sind.<\/p>\n

Bei Betrachtung eines Laufrads sind die St\u00fctzstrukturen beispielsweise sehr schwer zu entfernen und erfordern einige CNC-Bearbeitungsschritte. Trotz der hohen Nachfrage f\u00fcr diese Produkttypen, war es schwierig, sie zu befriedigen, da die St\u00fctzstruktur eine gro\u00dfe Herausforderung darstellt. Andere Beispiele f\u00fcr Produke oder deren Komponenten, bei denen h\u00e4ufig auf St\u00fctzstrukturen zur\u00fcckgegriffen wird, sind Verteiler, W\u00e4rmetauscher und angepasste K\u00fchlkammern. Teile wie diese veranschaulichen die Grenzen der herk\u00f6mmlichen additiven Fertigung mit Metall.
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