Was ist Direktfertigung?
Direct Manufacturing (DM) - auch als additive oder Rapid Manufacturing bezeichnet - ist ein Prozess, bei dem ein festes, dreidimensionales (3D) Objekt aus einer Flüssigkeit oder einem Pulver hergestellt wird. Dies kann erreicht werden, indem die Substanz mit einem Laser oder einer anderen Form von Strahl, wie einem Elektronenstrahl, getroffen wird oder in geschmolzener Form durch extrem schmale Düsen geleitet wird. Digitalisierte Entwürfe, wie sie beispielsweise in CAD-Programmen (Computer Aided Design) erstellt wurden, werden einem Computer zugeführt, der den Prozess steuert und das Endprodukt erstellt.
Die direkte Fertigung kann vereinfacht als „3D-Druck“ bezeichnet werden. Der Vorgang ähnelt möglicherweise dem eines klassischen Tintenstrahldruckers, funktioniert jedoch in drei Dimensionen. Wie beim herkömmlichen Drucken wird der Rest des Prozesses ohne menschliche Interaktion abgewickelt, sobald das Design in den Computer eingegeben wurde.
Die Arten der direkten Herstellung lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: solche, in denen geschmolzenes Material abgelegt wird, und solche, in denen Materialschichten angegriffen werden. Im ersten Fall wird geschmolzenes Material - normalerweise ein Kunststoff - durch Düsen extrudiert, die nicht viel breiter sind als ein menschliches Haar. Die Filamente werden gemäß der CAD-Zeichnung schichtweise mit einer typischen Schichtdicke von 0,005 Zoll (0,0127 cm) abgelegt.
Bei Material, auf das eingewirkt wird, wird eine dünne Pulverschicht aufgetragen, üblicherweise mit einer Walze. Dann wird eine Schicht der CAD-Zeichnung mit einem Laser oder einem anderen Energiestrahl über das Pulver geätzt. Die Pulverteilchen werden in Form des Strahlengangs verschmolzen, wodurch eine einzelne Zeichenebene entsteht. Der Vorgang wird dann wiederholt, bis der Gegenstand fertig ist.
Sonderanfertigungen oder Sonderanfertigungen in begrenzter Stückzahl eignen sich häufig am besten für die direkte Fertigung, z. B. Prototypen oder Teile für Raumfahrzeuge oder Militärflugzeuge mit ungewöhnlicher Geometrie. Bei der Erstellung von Endbenutzerartikeln behaupten einige Unternehmen, die mit DM-Methoden arbeiten, dass das Verfahren mit herkömmlichen Bearbeitungs- und Spritzgusstechniken konkurrenzfähig ist. Bei der Entscheidung zwischen DM und einem anderen Fertigungsprozess sollten Fertigungsvolumen, Designkomplexität und Änderungswahrscheinlichkeit berücksichtigt werden.
Aufgrund der unerschwinglichen Kosten für Formen und bearbeitete Teile, die für die traditionelle Herstellung benötigt werden, eignet sich die direkte Herstellung möglicherweise gut für kurze oder ungewisse Produktionsläufe. Es kann für andere Produkte verwendet werden, sobald der beabsichtigte Lauf beendet ist. Bei sehr komplexen Konstruktionen kann DM möglicherweise Einzelstücke herstellen, die mit den meisten anderen Herstellungsmethoden nur schwer oder gar nicht herstellbar sind.