Additive Manufacturing (AM) ist ein passender Name, um die Technologien zu beschreiben, mit denen 3D-Objekte durch schichtweises Hinzufügen von Material gebaut werden, egal ob das Material Kunststoff, Metall, Beton oder ein Tag…..menschliches Gewebe.
Gemeinsam mit den AM-Technologien ist der Einsatz eines Computers, einer 3D-Modellierungssoftware (Computer Aided Design oder CAD), einer Maschinenausrüstung und von Schichtmaterial. Sobald eine CAD-Skizze erstellt ist, liest die AM-Anlage die Daten aus der CAD-Datei ein und legt oder fügt nacheinander Schichten aus Flüssigkeit, Pulver, Plattenmaterial oder anderem Material auf, um ein 3D-Objekt herzustellen.
Der Begriff AM umfasst viele Technologien, darunter Untergruppen wie 3D-Druck, Rapid Prototyping (RP), Direct Digital Manufacturing (DDM), schichtweise Fertigung und additive Fertigung.
Die Anwendungsmöglichkeiten von AM sind grenzenlos. Der frühe Einsatz von AM in Form von Rapid Prototyping konzentrierte sich auf Visualisierungsmodelle vor der Produktion. In jüngerer Zeit wird AM zur Herstellung von Endprodukten in Flugzeugen, Zahnersatz, medizinischen Implantaten, Automobilen und sogar Modeprodukten eingesetzt.
Während das Hinzufügen von Schichten einfach ist, gibt es viele Anwendungen der AM-Technologie mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden, um verschiedene Bedürfnisse zu erfüllen, darunter:
+ ein Visualisierungswerkzeug im Design
+ ein Mittel zur Herstellung hochgradig individueller Produkte für Verbraucher und Fachleute gleichermaßen
+ als industrielles Werkzeug
+ zur Herstellung kleiner Mengen von Produktionsteilen
+ eines Tages….Produktion menschlicher Organe
Am MIT, wo die Technologie erfunden wurde, gibt es zahlreiche Projekte, die eine Reihe zukunftsweisender Anwendungen unterstützen, von Multi-Struktur-Beton bis hin zu Maschinen, die Maschinen bauen können; während die Arbeit bei Contour Crafting Strukturen unterstützt, in denen Menschen leben und arbeiten können.
Einige sehen AM als Ergänzung zur grundlegenden subtraktiven Fertigung (Abtragen von Material, z. B. Ausbohren) und in geringerem Maße zur Umformung (z. B. Schmieden). Unabhängig davon kann AM Verbrauchern und Fachleuten gleichermaßen die Möglichkeit bieten, Produkte zu erstellen, anzupassen und/oder zu reparieren und dabei die derzeitige Produktionstechnologie neu zu definieren.
Ob einfach oder ausgeklügelt, AM ist in der Tat AMazing und lässt sich am besten durch das Hinzufügen von Schicht auf Schicht beschreiben, sei es in Kunststoff, Metall, Beton oder eines Tages… menschliches Gewebe“.
Beispiele für Additive Manufacturing (AM)
+ SLA
Eine sehr anspruchsvolle Technologie, bei der Lasertechnologie eingesetzt wird, um Schicht für Schicht Photopolymerharz (ein Polymer, das seine Eigenschaften unter Lichteinwirkung ändert) auszuhärten.
Der Aufbau erfolgt in einem Harzbecken. Ein in das Harzbecken gerichteter Laserstrahl zeichnet das Querschnittsmuster des Modells für die betreffende Schicht nach und härtet es aus. Während des Bauzyklus wird die Plattform, auf der das Modell gebaut wird, neu positioniert und um eine Schichtdicke abgesenkt. Der Prozess wiederholt sich, bis das Modell fertiggestellt und faszinierend anzusehen ist. Zur Unterstützung einiger Modelleigenschaften kann spezielles Material erforderlich sein. Die Modelle können maschinell bearbeitet und als Muster für Spritzguss-, Thermoform- oder andere Gussverfahren verwendet werden.
+ FDM
Bei diesem Verfahren werden thermoplastische Materialien (Polymere, die sich bei Wärmezufuhr verflüssigen und beim Abkühlen zu einem Feststoff erstarren) durch Indexdüsen auf eine Plattform gespritzt. Die Düsen zeichnen das Querschnittsmuster für jede einzelne Schicht, wobei das thermoplastische Material aushärtet, bevor die nächste Schicht aufgetragen wird. Der Prozess wiederholt sich, bis das Modell fertiggestellt und faszinierend anzusehen ist. Zur Unterstützung einiger Modellmerkmale kann spezielles Material erforderlich sein. Ähnlich wie beim SLA können die Modelle maschinell bearbeitet oder als Muster verwendet werden. Sehr benutzerfreundlich und cool.
+ MJM
Multi-Jet Modeling ähnelt einem Tintenstrahldrucker, bei dem ein Kopf, der in der Lage ist, hin und her zu pendeln (3 Dimensionen – x, y, z)), Hunderte von kleinen Düsen enthält, um eine Schicht von Thermopolymermaterial Schicht für Schicht aufzutragen.
+3DP
Hierbei wird ein Modell in einem Behälter gebaut, der mit Pulver auf Stärke- oder Gipsbasis gefüllt ist. Ein Tintenstrahldrucker trägt eine kleine Menge eines Bindemittels auf, um eine Schicht zu bilden. Nach dem Auftragen des Bindemittels wird eine neue Pulverschicht über die vorherige Schicht gestrichen, und es wird noch mehr Bindemittel aufgetragen. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis das Modell fertig ist. Da das Modell durch loses Pulver gestützt wird, ist keine Stütze erforderlich. Außerdem ist dies das einzige Verfahren, bei dem in Farben gebaut wird.
+ SLS
Ähnlich wie bei der SLA-Technologie wird beim selektiven Lasersintern (SLS) ein Hochleistungslaser eingesetzt, um kleine Kunststoff-, Metall-, Keramik- oder Glaspartikel zu verschmelzen. Während des Bauzyklus wird die Plattform, auf der das Bauteil aufgebaut wird, neu positioniert und um eine Schichtdicke abgesenkt. Der Prozess wiederholt sich, bis das Modell fertiggestellt ist. Anders als bei der SLA-Technologie wird kein Stützmaterial benötigt, da der Aufbau durch ungesintertes Material gestützt wird.