Ohne Bedingungen: Wie das Drucken mit geringem Winkel die additive Fertigung neu gestaltet
Ohne Bedingungen: Wie das Drucken mit geringem Winkel die additive Fertigung neu gestaltet
Bei der additiven Fertigung (AM) sind Stützstrukturen seit langem ein notwendiger Kompromiss - sie bieten Stabilität, kosten aber zusätzliches Material, Zeit und Nachbearbeitungsaufwand.
Durch die Fortschritte im Niedrigwinkel-Druck werden diese Einschränkungen jedoch neu definiert, so dass sich die Hersteller von den traditionellen, stützlastigen Designs lösen können. Für die AM-Industrie eröffnet dieser Wandel neue Möglichkeiten für interne Designs und äußere Formen, die vorher nicht möglich waren. Diese Möglichkeiten verbessern nicht nur die Haltbarkeit und Effizienz, um die Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz innerhalb des Bauprozesses zu verbessern, sondern auch in der Nachbearbeitung.
Das Drucken mit geringem Winkel verändert die Art und Weise, wie AM-Komponenten entworfen, hergestellt und für die Produktion skaliert werden.
Erweiterung des Anwendungshorizonts
Der Druck mit niedrigem Winkel wird seit langem mit hochwertigen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie im Energiesektor in Verbindung gebracht - man denke nur an Laufräder, Turbinenkomponenten oder Statorringe. Aber seine Vorteile gehen weit über diese Sektoren hinaus.
Von der Raumfahrt bis zur Automobilbranche und von Konsumgütern bis zu medizinischen Geräten nutzen Hersteller in allen Branchen den Tiefdruck zur Realisierung:
- Größere Designfreiheit: Der geringere Bedarf an internen Stützen eröffnet neue Möglichkeiten für komplexe Geometrien und anwendungsspezifische Designs.
- Geringerer Materialverbrauch und niedrigere Produktionskosten: Durch die Minimierung der Stützstrukturen wird weniger Material verbraucht, was sich ebenfalls in Kosteneinsparungen niederschlägt.
- Schnellere Produktion und vereinfachte Nachbearbeitung: Weniger Stützstrukturen reduzieren die Bauzeit und den Nachbearbeitungsaufwand.
- Verbesserte Kühleffizienz: Größere, konforme Kanäle lassen sich leichter drucken, was die Leistung bei Spritzgussanwendungen erhöht.
- Höhere Präzision für feine Merkmale: Hervorragende Maßhaltigkeit macht es ideal für dünne Strukturen und komplizierte Details.
- Bessere Oberflächenqualität: Insbesondere für nach unten gerichtete Bereiche, was zu einer besseren Gesamtästhetik und Funktion des Teils führt
Durch die Nutzung dieser Möglichkeiten können Hersteller Komponenten herstellen, die nicht nur effizienter sind, sondern auch einfacher nachbearbeitet werden können, was Zeit und Ressourcen spart.
Nachhaltigkeit und Auswirkungen auf den Lebenszyklus
Angesichts der Tatsache, dass 85 % der Verbraucher über die ersten störenden Auswirkungen des Klimawandels in ihrem Alltag berichten und 63 % die Bedeutung umweltfreundlicher Produkte bestätigen, wird Nachhaltigkeit schnell zur Grundlage jeder zukunftsorientierten Unternehmensstrategie.
Während AM schon immer Vorteile bei der Materialeffizienz gegenüber der subtraktiven Fertigung bot, geht eine fortschrittliche Low-Angle-Strategie noch einen Schritt weiter und trägt zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen bei.
Durch die Minimierung oder den Wegfall von Stützstrukturen reduzieren die Hersteller den Materialabfall, den Energieverbrauch und den Nachbearbeitungsaufwand. Eine Lebenszyklusbewertung des Low-Angle-Drucks im Vergleich zu herkömmlichen AM-Methoden zeigt:
- Geringerer Pulververbrauch, da weniger Träger weniger Materialverschwendung bedeuten.
- Energieeinsparungen durch reduzierte Druckzeiten und Nachbearbeitungsschritte.
- Verlängerte Lebensdauer der Werkzeuge, da optimierte Geometrien eine bessere Wärmeableitung und geringere Spannungskonzentrationen ermöglichen.
Darüber hinaus verbessern wir durch intelligente Wärmezufuhr im Downskin-Bereich die Druckqualität bei Geometrien mit geringem Winkel, ohne die Wartezeiten zu erhöhen. Dieser Ansatz - ursprünglich von SmartFusion gelernt und jetzt in fest kodierte Prozessmerkmale umgesetzt - hilft, überhängende Oberflächen zu stabilisieren und Fehler zu reduzieren. In Kombination mit optimierten Belichtungsstrategien sorgt er dafür, dass Merkmale mit geringem Winkel stabil und herstellbar bleiben.
Erstausrüster, die ihre Nachhaltigkeitsbilanz verbessern wollen, können durch die Einführung des Low-Angle-Drucks ihr Engagement für eine verantwortungsvolle Fertigung demonstrieren.
Benutzerfreundlichkeit und Softwareentwicklung
Eines der größten Hindernisse für die Einführung neuer AM-Techniken war in der Vergangenheit die Komplexität der Design-Software. Moderne Werkzeuge haben sich jedoch weiterentwickelt und machen das Drucken mit geringem Winkel zugänglicher denn je.
Die Softwarelösungen umfassen jetzt:
- Automatische Stützoptimierung, die es den Benutzern ermöglicht, mit Designs mit geringem Winkel zu experimentieren, ohne dass Expertenwissen erforderlich ist.
- Echtzeit-Simulation und -Analyse zur Sicherstellung der Herstellbarkeit und Leistung vor Druckbeginn.
- Intuitive UI-Verbesserungen, die es Designern und Ingenieuren erleichtern, schnell und sicher zu iterieren.
Für viele Branchen, in denen Präzision und Wiederholbarkeit nicht verhandelbar sind, bedeuten diese Fortschritte, dass Hersteller die Grenzen des Machbaren ohne eine steile Lernkurve verschieben können.
Hochskalieren: Vom Prototyp zur Produktion
Während der Druck mit niedrigem Winkel klare Vorteile beim Prototyping bietet, liegt die eigentliche Bewährungsprobe in der Skalierbarkeit der Produktion. Erfreulicherweise wird die Technologie immer ausgereifter und ihre Fähigkeit zur Unterstützung der Großserienfertigung wird zunehmend realisierbar.
Zu den wichtigsten Faktoren, die die Skalierbarkeit beeinflussen, gehören:
- Prozesswiederholbarkeit, um sicherzustellen, dass die in der Serienfertigung hergestellten Teile eine gleichbleibende Qualität aufweisen.
- Effizientere Nachbearbeitung mit geringerem Bedarf an Support-Entfernung, was zu schnelleren Durchlaufzeiten führt.
- Integration in die Hybridfertigung, bei der gedruckte Werkzeugeinsätze mit der herkömmlichen Bearbeitung kombiniert werden können, um eine optimale Leistung zu erzielen.
Starten Sie Ihre skalierbare, nachhaltige AM-Reise
Die Zukunft des Werkzeugbaus in der AM bewegt sich in Richtung größerer Effizienz, Nachhaltigkeit und Skalierbarkeit, ohne dass damit Bedingungen verbunden sind. Diejenigen, die diesen Wandel jetzt in Angriff nehmen, werden am besten positioniert sein, um in der nächsten Ära der fortschrittlichen Fertigung führend zu sein.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie das Drucken mit niedrigem Winkel Ihre Fertigungsabläufe verändern könnte, wenden Sie sich noch heute an unser Additive Minds-Team.
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