• EOS 3D-Drucktechnologie

    Die Funktionsweise der additiven Fertigung
    Direkt produzieren statt über Werkzeug, Wachsling & Co.

Additive Fertigung, Laser-Sintern und industrieller 3D-Druck  Wie funktioniert das additive Fertigungsverfahren?

Wir bei EOS nutzen für unsere Systeme das industrielle 3D-Druckverfahren der additiven Fertigung. Diese bezeichnet einen Prozess, bei dem auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material ein Bauteil schichtweise aufgebaut wird. Immer häufiger wird der Begriff „3D-Druck“ als Synonym für die additive Fertigung verwendet. Additive Fertigung beschreibt jedoch besser, dass es sich hier um ein professionelles Produktionsverfahren handelt, das sich deutlich von konventionellen, abtragenden Fertigungsmethoden unterscheidet. Anstatt zum Beispiel ein Werkstück aus einem festen Block herauszufräsen, baut die additive Fertigung Bauteile Schicht für Schicht aus Werkstoffen auf, die als feines Pulver vorliegen. Als Materialien sind unterschiedliche Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe verfügbar.
 
Diese Fertigungsmethode hat inzwischen in vielen Bereichen und Branchen Einzug gehalten. Beim Bau von Anschauungs- und Funktionsprototypen, Klein- und Mittelserien und auch zunehmend in der Serienfertigung überzeugt dieses Verfahren mit Vorteilen, die mit anderen, konventionellen Methoden nicht erreicht werden können: Produktentwicklung und Markteinführung lassen sich entscheidend verkürzen, Produktindividualisierungen oder Funktionsintegration gelingen in kürzerer Zeit - und das zu geringeren Kosten.  Die additive Fertigung eröffnet so großen OEM-Herstellern aus unterschiedlichsten Industriezweigen die Möglichkeit, sich am Markt zu differenzieren – im Hinblick auf neue Kundennutzen, Kostenreduktionspotenziale und Nachhaltigkeitsziele.  

Funktionsprinzip Additives Fertigen im Detail

Zunächst wird eine dünne Schicht des Pulverwerkstoffs auf eine Bauplattform aufgetragen. Ein starker Laserstrahl schmilzt das Pulver exakt an den Stellen auf, die die computergenerierten Konstruktionsdaten vorgeben. Danach senkt sich die Bauplattform ab und es erfolgt ein weiterer Pulverauftrag. Der Werkstoff wird erneut aufgeschmolzen und verbindet sich an den definierten Stellen mit der darunterliegenden Schicht. 
Das additive Verfahren existiert bereits seit mehr als 30 Jahren. EOS hat den Prozess und die Werkstoffe seit Bestehen des Unternehmens kontinuierlich weiterentwickelt und perfektioniert.

Funktionsprinzip des Laser-Sinterns | © EOS
Funktionsprinzip des Laser-Sinterns

Vorteile additiver Fertigung Warum als Produktionstechnologie?

Produktion on demand

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Innovation leben

10_filigree

Leichtbau-Komponenten

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Funktionsintegration

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04_customization
Der industrielle 3D-Druck bietet über die einfache Anpassung von CAD-Daten Individualisierungsmöglichkeiten für eine bedarfsgerechte Produktion – auch in Mittelserie.
Bauprozess einer EOS M 290, DMLS, 3D-Druck, Metall, Laser | © EOS
10_filigree
Komplexe Geometrien oder bionische Strukturen für neue Funktionalitäten – der industrielle 3D-Druck gibt Konstrukteuren die Möglichkeit, völlig neu zu denken und Ideen umzusetzen.
3D-gedruckte Brennkammer, DMLS, Metall, 3D-Druck | © EOS
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Material sparen, Energieverbrauch senken: Leichtbau wird branchenübergreifend immer interessanter, da Materialeinsatz, Kosten, Gewicht sowie im späteren Einsatz Energieverbrauch oft erheblich reduziert werden.
Mecuris Fußprothese, individuell angepasst auf den Patienten, 3D-Druck, EOS
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Montageaufwand reduzieren, Platz besser nutzen:  Kluge Funktionsintegration reduziert die Anzahl von Bauteilen radikal und nutzt vorhandenen Bauraum intelligent – Platzbedarf und Montageaufwand werden damit überschaubar.
ASS Maschinenbau Greifer hergestellt aus EOS PA 2200, 3D-Druck | © EOS

Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung Wann lohnt sich der industrielle 3D-Druck?


Wie jede Fertigungstechnologie braucht auch die additive Fertigung bestimmte Rahmenbedingungen, bei denen sie das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis erreicht. Rechnen sich beispielsweise im Spritzguss hohe Werkzeugkosten nur bei Großserien, punktet der industrielle 3D-Druck aus wirtschaftlicher Sicht in anderen Bereichen:

03_cost_reduction

Bauteile kostenoptimiert fertigen, auch in Serie 

34_flexible_production

Kosten für Fertigung und Lagerung von Ersatzteilen reduzieren - durch lokale Produktion on demand

58_time_savings

Produktentwicklung und Prototypenbau beschleunigen, um Wettbewerbsvorteile zu sichern

16_knowhow

Produkte völlig neu denken, unabhängig von Werkzeug oder Wachsling

Auch in Zukunft ist der industrielle 3D-Druck nicht immer eine Alternative zu konventionellen Fertigungstechnologien. Aber er setzt dort an, wo herkömmliche Verfahren wie Spritzguss, Druckguss oder Fräsen an ihre Grenzen stoßen. 

Beispiele aus der Praxis In welchen Bereichen kommt die Technologie zum Einsatz?

Die additive Fertigung hat ihren Ursprung im Rapid Prototyping, also dem Bau von Anschauungs- und Funktionsprototypen. Produktentwicklung und Markteinführung lassen sich dadurch entscheidend verkürzen. Mittlerweile hält die additive Fertigung aber zunehmend Einzug in die Serienfertigung.

Dabei eröffnet sie sowohl anspruchvollen Bereichen wie Healthcare, Automotive & Mobilität oder Luft- & Raumfahrt neue Möglichkeiten, also auch Massenmärkten wie Lifestyle & Konsumgüter oder Produktion & Industrie. Im Fokus steht dabei immer, sich über industriellen 3D-Druck vom Wettbewerb zu differenzieren und zukunftsfähig zu bleiben.

Unsere Kundenreferenzen berichten von innovativen Anwendungen, die mit Hilfe unserer industriellen 3D-Drucker realisiert wurden.

Wir benutzen die EOS-Technologie seit über acht Jahren und haben stets gute Erfahrungen gemacht. Die Konstruktionsfreiheit bietet, richtig eingesetzt, signifikante Vorteile, die unseren Kunden fast konkurrenzlose Marktvorteile bieten.

Hannes Kuhn, Geschäftsführer bei Kuhn-Stoff GmbH & Co KG 

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