Was ist Solid Freeform Fabrication?
Solid Freeform Fabrication (SFF) ist die Herstellung spezifischer Teile und Komponenten, ohne dass kundenspezifische Formen und Matrizen erforderlich sind. Sie werden in einem Freiformverfahren unter Verwendung von Computerdateien und sorgfältig kontrollierten Geräten hergestellt, um sie Schicht für Schicht aufzubauen. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, die alle auf CAD-Tools (Computer Assisted Design) und Tools zur Prozesssteuerung basieren. Mit Kunststoffen, Metallen und Harzen können verschiedene voll funktionsfähige und verwendbare dreidimensionale Komponenten und Prototypen hergestellt werden.
Es werden vier gängige Arten der Herstellung von festen Freiformkörpern verwendet. Sie beginnen mit der Erzeugung einer Computerdatei, die das zu erzeugende Objekt genau in drei Dimensionen darstellt. Der Computer zerlegt das Objekt in eine Reihe von Scheiben, basierend auf der Dicke der Materialien, die bei der Herstellung verwendet werden, und führt sie einer Produktionseinheit zu. Es überlagert die Schichten nacheinander und baut das Objekt so lange auf, bis es fertig ist.
Eine Option ist das selektive Lasersintern, bei dem ein Laser pulverförmige Materialien zu jeder Schicht verschmilzt. Bei der Herstellung laminierter Objekte erstellt der Computer eine Reihe von Schichten und hängt sie aneinander. Bei der Stereolithographie wird eine Plattform verwendet, die in einem Harzbecken versenkt ist. Die Plattform wird ultraviolettem Licht ausgesetzt, um eine Schicht zu härten, und dann abgesenkt, so dass der Prozess wiederholt werden kann. Wenn die Plattform abfällt, nimmt das Objekt Gestalt an.
Eine andere Form der Herstellung von festen Freiformkörpern ist die Modellierung der Schmelzablagerung. Hierbei wird erhitzter Kunststoff verwendet, der durch eine Düse gedrückt wird, um eine Schicht zu erzeugen. Jede nachfolgende Schicht baut beim Aushärten auf der letzten auf und erzeugt ein fertiges festes Objekt. Die beste Produktionsmethode kann von den verwendeten Materialien und der Art des herzustellenden Objekts abhängen.
Universitäten setzen in Forschung und Entwicklung auf solide Freiformherstellung. Dort arbeiten Ingenieure auch an neuen Technologien, um den Prozess schneller und kostengünstiger zu gestalten. Dies kann die Erforschung völlig neuer Produktionsmethoden einschließen, von denen einige den Endverbrauchern zugänglich gemacht werden sollen. Anstatt beispielsweise Produkte zu kaufen, könnten Verbraucher Dateien kaufen, die ihren persönlichen dreidimensionalen Druckern zugeführt werden, und eine sofortige Ausgabe erzeugen.
Hersteller nutzen diese Technologie bei der Erstellung von Prototypen und kundenspezifischen Komponenten. Das Erstellen eindeutiger Tools kann beispielsweise mit dieser Methode wesentlich kostengünstiger sein. Es gibt auch militärische Anwendungen für die Herstellung fester Freiformteile, wobei die Forschung und Entwicklung im Verteidigungskontext fortgesetzt wird. Die Karrieren in diesem Bereich sind sehr vielfältig, und ein Hochschulabschluss ist normalerweise erforderlich, um in einer soliden Freiformfertigung zu arbeiten.