5 Konstruktionsfehler, die additive Serienfertigung unnötig teuer machen

Additive Fertigung hebt viele klassische Fertigungsgrenzen auf – aber nur, wenn ein Bauteil auch dafür konstruiert wird. Wird eine bestehende Geometrie einfach eins zu eins übernommen, bleiben genau die Vorteile ungenutzt, die additive Serienfertigung wirtschaftlich machen: weniger Teile, weniger Gewicht, weniger Nacharbeit.

Was wir bei FKM immer wieder aus Kundenprojekten kennen: Es sind selten exotische Probleme, die additiv gefertigte Bauteile teurer oder störanfälliger machen. Es sind fünf wiederkehrende Konstruktionsfehler – und alle lassen sich vermeiden, wenn additiv gedacht statt nur additiv gedruckt wird (siehe auch unser Wiki-Eintrag zu Design for Additive Manufacturing / DfAM).

1. Die Geometrie wird 1:1 aus Fräsen oder Spritzguss übernommen

Der häufigste Fehler passiert oft schon vor dem ersten Druck: Ein Bauteil, das für ein anderes Verfahren konstruiert wurde, wird unverändert für den 3D-Druck übernommen. Formschrägen, Trennstellen oder überdimensionierte Wandstärken, die im Spritzguss oder beim Fräsen notwendig sind, kosten additiv nur Material, Bauzeit und Nachbearbeitung – ohne Mehrwert.

Additive Fertigung verlangt einen eigenen Blick auf die Konstruktion. Wer eine bestehende Geometrie einfach „nachdruckt“, bekommt selten die wirtschaftlichen Vorteile, die additive Serienfertigung eigentlich bietet.

2. Wandstärken sind nicht auf das Verfahren abgestimmt

Zu dünne Wände führen zu Verzug oder Ausschuss, zu dicke Wände kosten unnötig Material, Bauzeit und damit Geld. Die ideale Wandstärke hängt von Verfahren, Werkstoff und Bauteilgeometrie ab und ist selten die gleiche Zahl, die für Spritzguss oder Fräsen gilt.

Als grobe Orientierung gilt: Je nach Verfahren und Material bewegen sich wirtschaftlich sinnvolle Wandstärken oft in einem engeren Fenster, als viele erwarten. Verlässlich wird das erst durch eine Bewertung des konkreten Bauteils – genau das ist Teil unserer Beratung, bevor gefertigt wird.

3. Die Bauteilorientierung wird dem Zufall überlassen

Wie ein Bauteil im Bauraum ausgerichtet wird, entscheidet maßgeblich darüber, wie viele Stützstrukturen notwendig sind – und Stützstrukturen bedeuten immer zusätzlichen Nachbearbeitungsaufwand, zusätzliche Bauzeit und ein höheres Risiko für Oberflächenfehler an den Kontaktstellen.

Wird die Orientierung erst nach dem Konstruieren festgelegt, statt sie von Anfang an mitzudenken, verschenkt das Bauteil oft genau die Designfreiheit, die additive Fertigung eigentlich bietet: kritische Überhänge lassen sich durch eine klügere Ausrichtung häufig ganz vermeiden, statt sie nachträglich abzustützen.

4. Funktionsintegration wird nicht genutzt

Eine Baugruppe aus mehreren Frästeilen, Verbindungselementen und Dichtungen lässt sich additiv oft als eine einzige, monolithische Komponente fertigen. Wird das nicht mitgedacht, bleibt eine Baugruppe künstlich komplex: mehr Einzelteile, mehr Montageaufwand, mehr potenzielle Fehlerquellen.

Der wirtschaftliche Hebel liegt hier selten im einzelnen Bauteil, sondern in der kompletten Baugruppe: Beschaffung, Montage, Prüfung und Lagerhaltung werden einfacher, wenn Funktionen direkt in die additive Geometrie integriert werden, statt Einzelteile nachträglich zusammenzufügen.

5. Toleranzen und Nachbearbeitung werden zu spät mitgedacht

Additiv gefertigt heißt nicht automatisch einbaufertig. Passflächen, Gewinde, Dichtflächen oder enge Toleranzen entstehen in der Regel erst durch eine gezielte Nachbearbeitung – mechanisch, chemisch oder durch Oberflächenveredelung.

Wird das erst nach dem Druck geplant, führt das regelmäßig zu Verzögerungen oder Nacharbeit, die sich mit etwas Vorlauf vermeiden ließe. Wer Maßhaltigkeit und Nachbearbeitungsschritte schon in der Konstruktionsphase mitdenkt, spart sich genau diese Überraschungen.

Fazit: DfAM ist kein Nice-to-have, sondern eine Kostenentscheidung

Keiner dieser fünf Fehler ist kompliziert zu vermeiden – vorausgesetzt, additive Fertigung wird von Anfang an mitgedacht und nicht erst am Ende der Konstruktion. Genau dafür gibt es Design for Additive Manufacturing (DfAM): keine Formalität, sondern der Unterschied zwischen einem Bauteil, das zufällig gedruckt werden kann, und einem, das wirtschaftlich in Serie geht.

Sie stecken mitten in der Konstruktion eines Bauteils und sind sich nicht sicher, ob es additiv wirklich Sinn ergibt? Sprechen Sie uns an – wir schauen uns Ihr Bauteil gemeinsam mit Ihnen an, bevor die erste Schicht gedruckt wird.