Additive Fertigung ist ein passender Name, um die Technologien zu beschreiben, bei denen Objekte durch die sukzessive Zugabe von Material – Layer by Layer – hergestellt werden, bis das gewünschte Objekt entsteht.
Additive Fertigung (AM) ist ein Oberbegriff für eine Reihe von Technologien, bei denen Objekte durch schichtweises Auftragen von Material hergestellt werden. Additive Fertigungsverfahren sind in der Regel schneller, flexibler und weniger verschwenderisch, was sie ideal für die Produktion für die Entwicklung von Prototypen macht.
Es gibt mehrere Technologien, die unter dem Dach der Additiven Fertigung zusammengefasst werden, wie z.B. Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithographie (SLA), Selective Laser Sintering (SLS) und Metalldruck. Jede Technologie hat ihre eigene Methode, um Schicht für Schicht Material aufzubauen, aber das grundlegende Konzept bleibt das gleiche.
Beim Selective Laser Sintering wird ein Laserscanner verwendet, um pulverisiertes Material zu schmelzen und zu formen. Das pulverisierte Material wird Schicht für Schicht aufgebracht und durch den Laser miteinander verschmolzen.
Die Additive Fertigung hat viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren, wie z.B. die Möglichkeit, komplexe geometrische Formen zu produzieren, die Minderung von Materialverschwendung, eine schnellere Prototypenentwicklung und die Möglichkeit, personalisierte Teile direkt zu produzieren.
Selektives Lasersintern (SLS) ist ein beliebtes additives Fertigungsverfahren, bei dem kleine Partikel mit Hilfe eines Lasers zu einem festen Objekt verschmolzen werden. Es ist eines der genauesten und effizientesten 3D-Druckverfahren, die heute verfügbar sind.
Selektives Lasersintern (SLS) ist eine fortschrittliche 3D-Drucktechnologie, mit der präzise, hochdetaillierte Objekte aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können. Bei diesem Verfahren wird ein Hochleistungslaserstrahl eingesetzt, um Thermoplaste, Keramiken und andere Materialien zu festen Objekten zu verschmelzen.
DMLS ist ein Akronym für Direct Metal Laser Sintering. Es handelt sich um ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein Laser kleine Metallpulverpartikel miteinander verschmilzt. Das Pulver wird in einer dünnen Schicht auf einer Bauplattform verteilt, und der Laser schmilzt das Pulver entsprechend dem Design des zu druckenden Objekts selektiv auf.
DMLS ist ideal für den Druck von Objekten mit komplexer Geometrie oder komplizierten Details. Außerdem können mit diesem Verfahren Teile aus mehreren Metallen oder Metalllegierungen gedruckt werden, was es zu einem der vielseitigsten 3D-Druckverfahren auf dem Markt macht.
Das Selektive Laserschmelzen (SLM), auch Laserstrahlschmelzen oder pulverbettbasiertes Schmelzen genannt, ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem ein Hochleistungslaser zum Schmelzen und Verschmelzen von Metallpulvern verwendet wird. Der Laser schmilzt das Metallpulver selektiv in einem vorbestimmten Muster nach einem CAD-Modell (Computer Aided Design), und die geschmolzenen Tröpfchen bilden eine Querschnittsschicht des gewünschten Teils.
Bei der additiven Fertigung auf Metallbasis handelt es sich um eine 3D-Drucktechnologie, bei der dreidimensionale Objekte aus Metallpulver oder Flüssigkeit Schicht für Schicht hergestellt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen subtraktiven Fertigungsverfahren wie Fräsen und Bohren sind bei der additiven Fertigung keine Werkzeuge erforderlich, um das Material zu formen. Stattdessen wird ein computergesteuerter Laser verwendet, um selektiv Metallpulver zu schmelzen um die gewünschte Form zu erhalten. In den letzten Jahren hat die additive Fertigung auf Metallbasis in der Dentalindustrie an Popularität gewonnen, da sie hochpräzise und wiederholbare zahnmedizinische Komponenten herstellen kann.
Die metallbasierte additive Fertigung wird auch in Bereichen wie medizinische Implantate und Prothetik immer beliebter, da sich mit ihr komplexe Formen mit komplizierten Details herstellen lassen. Mit medizinischen 3D-Druck können medizinische Fachkräfte hochgradig individuelle Prothesen und Implantate herstellen, die genau auf die Maße des Patienten zugeschnitten sind.
Aluminium ist ein leichtes Metall mit guter Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, was es zu einer idealen Wahl für additive Fertigungsanwendungen macht. Durch die Formbarkeit des Materials lassen sich komplexe Formen leicht herstellen, und seine hohe Wärmeleitfähigkeit sorgt dafür, dass die Bauteile schnell und gleichmäßig erhitzt werden können. Allerdings ist Aluminium im Vergleich zu anderen Metallen relativ weich, so dass es sich möglicherweise nicht für Teile eignet, die eine extreme Haltbarkeit oder Festigkeit erfordern.
Stahl ist ein starkes und haltbares Metall, das in der additiven Fertigung häufig verwendet wird. Es verfügt über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und eignet sich daher ideal für Bauteile, die rauen Umgebungen und häufigem Gebrauch standhalten müssen. Darüber hinaus ist Stahl in verschiedenen Qualitäten und Legierungen erhältlich, um den spezifischen Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden.
Kupfer ist ein hoch leitfähiges Metall, das häufig in additiven Fertigungsanwendungen wie der Elektronik eingesetzt wird. Kupfer hat hervorragende elektrische Eigenschaften und eine gute Korrosionsbeständigkeit, wodurch es sich gut für Komponenten eignet, die extremen Temperaturen oder rauen Umgebungen standhalten müssen. Darüber hinaus verfügt Kupfer über eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine gute Bearbeitbarkeit, so dass es sich leicht in komplexe Formen bringen lässt.
Titan ist ein starkes und dennoch leichtes Metall, das aufgrund seines hervorragenden Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht häufig in additiven Fertigungsverfahren eingesetzt wird. Titan verfügt über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität, wodurch es sich gut für medizinische Implantate oder andere biomedizinische Anwendungen eignet, bei denen hochbeständige Materialien benötigt werden.
Nickel ist ein starkes, korrosionsbeständiges Metall und daher ein idealer Werkstoff für die additive Fertigung von Teilen, die bei hohen Temperaturen oder in korrosiven Umgebungen anzutreffen sind, besonders haltbar sein müssen.
Nickellegierungen bieten im Vergleich zu reinem Nickel eine bessere Verschleißfestigkeit und behalten gleichzeitig ihre korrosionsbeständigen Eigenschaften bei. Nickel kann jedoch schwierig zu bearbeiten sein, da die Schneidwerkzeuge bei der Bearbeitung dieses Metalls aufgrund seiner Härte schnell verschleißen.
Gold ist ein weiches und dennoch dehnbares Metall, das für seine Verwendung in der Schmuckherstellung bekannt ist, aber auch aufgrund seiner extrem hohen elektrischen Leitfähigkeit ein beliebtes Material für die additive Fertigung ist. Gold ist außerdem sehr formbar und ermöglicht die Herstellung detaillierter Stücke mit komplizierten Formen, die trotz wiederholter Biegungen, Verdrehungen, Dehnungen usw. ihre Integrität bewahren.
Silber bietet ähnliche Vorteile wie Gold, obwohl es etwas weniger leitfähig ist als Gold. Silber hat ein so hohes Reflexionsvermögen, dass Spiegel vor dem Aufkommen modernerer reflektierender Materialien wie Aluminium überwiegend aus Silber hergestellt wurden. Silber bietet auch eine viel bessere Langlebigkeit als Gold, da Silber im Laufe der Zeit nicht korrodiert und somit die Integrität des Designs beibehält, ohne dass eine Beschichtung erforderlich ist, wie bei vielen anderen metallischen Zusatzwerkstoffen, die heute auf dem Markt erhältlich sind.
Kobalt-Chrom, auch bekannt als Kobalt-Chrom oder CoCr, ist eine Metalllegierung, die häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, darunter in zahnmedizinischen und medizinischen Geräten sowie in der Luft- und Raumfahrt und in industriellen Anwendungen. Sie besteht aus Kobalt, Chrom und anderen Elementen und ist für ihre Festigkeit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt.
Was seine physikalischen Eigenschaften betrifft, so hat Kobalt-Chrom einen Schmelzpunkt von etwa 1.470 °C (2.678 °F) und eine Dichte von etwa 8,5 g/cm3. Es ist ein festes, hartes Metall, das verschleiß- und abriebfest ist. Es ist auch korrosionsbeständig und eignet sich daher für den Einsatz in einer Vielzahl von rauen Umgebungen.
Kobalt-Chrom ist biokompatibel, d. h. es ist nicht schädlich für den Körper und kann sicher in medizinischen und zahnmedizinischen Anwendungen eingesetzt werden. Es wird häufig in Kombination mit anderen Materialien wie Keramik verwendet, um zahnmedizinische und medizinische Geräte herzustellen, die ein natürliches Aussehen und eine gute Ästhetik aufweisen.
Insgesamt ist Kobalt-Chrom eine weit verbreitete Metalllegierung, die wegen ihrer Festigkeit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit geschätzt wird. Sie wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter in zahnmedizinischen und medizinischen Geräten sowie in der Luft- und Raumfahrt und in industriellen Anwendungen.
Titan ist ein Metall, das im zahnmedizinischen 3D-Druck häufig für die Herstellung von implantierbaren Geräten wie Zahnimplantaten und kieferorthopädischen Brackets verwendet wird. Es wird auch für die Herstellung anderer zahnmedizinischer Geräte wie Abutments und Kronen verwendet.
Es gibt mehrere Faktoren, die Titan zu einem beliebten Werkstoff für zahnmedizinische Anwendungen machen:
Festigkeit und Haltbarkeit: Titan ist ein starkes, hartes Metall, das verschleiß- und abriebfest ist. Daher eignet es sich gut für den Einsatz in der Zahnmedizin, wo es hohen Belastungen und Kräften ausgesetzt ist.
Korrosionsbeständigkeit: Titan ist korrosionsbeständig und eignet sich daher für den Einsatz im Mund, wo eine raue Umgebung herrscht, die für andere Materialien schädlich sein kann.
Biokompatibilität: Titan ist biokompatibel, d. h. es ist nicht schädlich für den Körper und kann sicher in zahnmedizinischen Anwendungen eingesetzt werden.
Ästhetik: Mit Titan lassen sich Zahnrestaurationen herstellen, die ein natürliches Aussehen und eine gute Ästhetik aufweisen.
Insgesamt machen die Festigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität von Titan dieses Material zu einer beliebten Wahl für zahnmedizinische Anwendungen, einschließlich der Herstellung von implantierbaren Geräten und anderen zahnmedizinischen Geräten.
Die Wissenschaft hinter der Additiven Fertigung - Erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten und die Prozesse.
Additive Fertigung (AM) ist ein Verfahren, bei dem 3D-Objekte Schicht für Schicht hergestellt werden, wobei jede Schicht mehr Festigkeit und Stabilität verleiht. Die additive Fertigung ist ein aufstrebendes und innovatives Herstellungsverfahren, das sich grundlegend von konventionellen Fertigungsverfahren unterscheidet und Forschung und Industrie dabei hilft, völlig neue Möglichkeiten zu erkunden.
Bei der additiven Fertigung wird ein Objekt mit Hilfe von CAD-Software (Computer Aided Design) digital definiert, die zur Erstellung von .stl-Dateien verwendet wird, welche die Objekte im Wesentlichen in ultradünne Schichten „zerschneiden“. Der 3D-Druckprozess beginnt mit einem digital definierten Objekt, das durch computergestütztes Design (CAD) in hauchdünne Schichten zerlegt wird. Diese Informationen bestimmen, wie eine Düse oder ein Druckkopf das Material auf die jeweils nächste Schicht aufträgt. Dies kann sowohl mechanisch mit Lasern und Druckern als auch mit Elektronenstrahlen für das selektive Schmelzen von pulverförmigen Stoffen, wie z. B. Pulver, das per Tintenstrahldruck auf die gesamte Oberfläche aufgebracht wird, geschehen.
Die additive Fertigung kann mit einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, darunter Metalle, Kunststoffe, Keramiken und sogar lebende Zellen. Welches Material verwendet wird, hängt von der Art des angewandten additiven Fertigungsverfahrens und den für das Endprodukt erforderlichen Eigenschaften ab.
Einige gängige Materialien, die in der additiven Fertigung verwendet werden, sind:
Metalle: Bei der additiven Fertigung können Metallteile mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, z. B. durch Schmelzen im Pulverbett, Aufspritzen von Metallbindemitteln und Strangpressen von Metalldraht und -stäben. Zu den gängigen Metallen, die in der additiven Fertigung verwendet werden, gehören Aluminium, Titan und Stahl.
Neben diesen Materialien erforschen Forscher auch die Verwendung anderer Materialien in der additiven Fertigung, darunter Verbundwerkstoffe, Glas und sogar Lebensmittel.
Speed: Additive manufacturing allows for faster production times as parts can be produced directly from digital designs, eliminating the need for traditional manufacturing processes such as tooling and machining.
Customization: Additive manufacturing allows for the production of customized and personalized parts, as the design can be easily modified and adapted for specific needs.
Cost savings: Additive manufacturing can lead to cost savings as it reduces the need for raw materials and reduces waste, as only the necessary material is used in the production process.
Increased design freedom: Additive manufacturing allows for the production of complex and intricate designs that may not be possible with traditional manufacturing methods.
Reduced lead times: Additive manufacturing reduces lead times as it allows for the production of parts on-demand, eliminating the need for long lead times and inventory management.
Improved sustainability: Additive manufacturing reduces energy consumption and waste, making it a more environmentally friendly manufacturing process.
The benefits don’t stop there though! You’ll save time both during production as well any pre-production steps necessary (such getting funding etc.). This makes it easier when optimizing legacy parts because all dimensions need aren’t just one set but many possibilities allowing us more versatility while still maintaining accuracy so they fit properly.
