Im Prozess werden Kunststofffilamente von Rollen aufgewärmt und durch eine Düse extrudiert. Das geschmolzene Filament wird über die Düse exakt platziert und Schicht für Schicht auf einem sich absenkenden Druckbett aufgebracht. Die gewählte Schichtdicke bestimmt dabei maßgeblich die Oberflächenqualität – dünnere Schichten ermöglichen feinere Strukturen.

Als Werkstoffe kommen Kunststofffilamente in Drahtform zum Einsatz, in unterschiedlichen Farben verfügbar. Mit Multi-Düsen-Druckern lassen sich zudem mehrfarbige Objekte realisieren, außerdem steht eine breite Materialauswahl zur Verfügung. Auf der anderen Seite erfordern komplexe Geometrien häufig eine manuelle Entfernung von Stützstrukturen, die Fertigung ist vergleichsweise langsam und die Schichtverbindung gilt als tendenziell schwächer als bei anderen Verfahren.

Im Prozess werden dünne Metallpulverschichten (etwa 20–60 µm) auf einer Arbeitsplatte aufgebracht. Ein über eine Spiegeleinheit gesteuerter Laser schmilzt die vordefinierte Geometrie Schicht für Schicht auf; überschüssiges Pulver wird wiederverwendet. Der gesamte Prozess läuft unter Schutzgasatmosphäre (Argon oder Stickstoff) ab.

LaserCUSING® basiert auf demselben Grundprinzip wie das selektive Laserschmelzen (SLM). Der Unterschied liegt in der stochastischen Ansteuerung der Slice-Elemente, die Spannungen und Rissbildung bei größeren Bauteilen reduziert.

Vorteile sind unter anderem die werkzeuglose Fertigung, die Möglichkeit komplexer Strukturen mit innenliegenden Hohl- und Gitterräumen, ein spannungs- und verzugsarmer Prozess sowie vergleichsweise geringe Emissionen. Eingesetzt wird das Verfahren u. a. in der Automobilherstellung und im Dentalbereich.

→ Know-How: LPBF

→ Know-How: SLM Metall 3D-Druck

Als Ausgangsmaterialien kommen je nach Verfahren unter anderem Formsande, Polymergipse, Acrylharze, Kunststoffe oder Metalle zum Einsatz. FKM unterscheidet dabei grundsätzlich zwei Hauptbereiche: additive Fertigung in Kunststoff (z. B. SLS-3D-Druck) und additive Fertigung in Metall (z.B. SLM-3D-Druck).

Der Prozess reicht von der Datenaufbereitung bis zum fertigen Bauteil und wird bei FKM durch Oberflächenveredelung, Co-Engineering und Konstruktionsberatung sowie Qualitätssicherung und Zertifizierung für die Serienfertigung ergänzt.

→ Leistung: Additive Fertigung Metall

→ Leistung: Additive Fertigung Kunststoff

Zu den wesentlichen Vorteilen zählen die werkzeuglose, kosten- und zeitsparende Herstellung, hohe Flexibilität bei Designänderungen, die Möglichkeit zu Leichtbau und komplexen Geometrien sowie die Option, vor der Serienproduktion praxisnah zu testen und Bauteile zu individualisieren.

Eingesetzt wird industrieller 3D-Druck unter anderem in der Automobilbranche, im Designsektor, im Gesundheitswesen sowie in Forschung und Entwicklung – typischerweise für Prototyping, funktionsfähige Ersatzteile und Kleinserienfertigung, sowohl in Kunststoff als auch in Metall, jeweils mit passenden Veredelungsmöglichkeiten.

→ Leistung: Additive Fertigung Metall

→ Leistung: Additive Fertigung Kunststoff

Das Produktportfolio umfasst neben SLA weitere additive Verfahren – darunter selektives Lasersintern (SLS) für Kunststoffe, Fused Deposition Modeling (FDM) für Kunststoffe sowie selektives Metallschmelzen (SLM) für Metallbauteile.

Eingesetzt werden die Anlagen für Prototypen in der Produktentwicklung, Gussformen für Werkzeuge, Endteile zur Designoptimierung sowie 3D-Vollfarbdruck (CMYK) für Konzept- und Simulationsmodelle. Als Werkstoffe kommen sowohl Kunststoffe als auch Metalle sowie flüssige Farben zum Einsatz.

→ Know-How: SLS Kunststoff 3D-Druck

→ Leistung: Additive Fertigung Kunststoff

Das Unternehmen hält das Patent für die EBM-Technologie (Electron Beam Melting). Der Schmelzprozess findet im Vakuum statt, was den Materialstress im fertigen Bauteil deutlich reduziert und dadurch hochbelastbare Bauteile mit komplexen Geometrien ermöglicht. Während des Druckprozesses erfolgt eine schichtweise Fehleridentifikation, Kalibrierung und Systemdiagnose können automatisiert ablaufen.

Neben der Hardware bietet Arcam auch das passende Metallpulver sowie Überwachungs- und Prüftechnik an.

Das Unternehmen hat sich auf industrielle 3D-Metalldruck-Anlagen spezialisiert und dafür das patentierte LaserCUSING®-Verfahren entwickelt – ein Laserschmelzverfahren, mit dem sich komplexe Metallbauteile mit innenliegenden Struktur- und Hohlräumen fertigen lassen. Nicht verschmolzenes Metallpulver wird dabei wiederverwendet, was das Verfahren nahezu abfallfrei macht.

Eingesetzt wird die Technologie unter anderem im Dentalbereich, in der Automobilindustrie, der Medizintechnik sowie in der Luft- und Raumfahrt – überall dort, wo präzise und zugleich effiziente Serienfertigung gefragt ist.

FKM nutzt Concept-Laser-Anlagen im Rahmen der eigenen additiven Metallfertigung und ergänzt sie um Beratung zu Werkstoffen, Konstruktion und Qualitätssicherung. Die technische Funktionsweise von LaserCUSING® selbst wird im gleichnamigen Wiki-Artikel erklärt.

→ Know-How: LPBF

→ Know-How: SLM Metall 3D-Druck

Im Bereich additive Fertigung setzt DMG Mori auf zwei Verfahren: Selective Laser Melting (SLM), bei dem ein Laser selektiv dünne Metallpulverschichten auf einem absenkbaren Baubett aufschmilzt, sowie Laser Metal Deposition (LMD, auch Pulverdüsenverfahren), bei dem Objektoberflächen mit metallischen Materialien beschichtet oder Spalten an Verbindungsstücken gefüllt werden.

Besonders charakteristisch für DMG Mori sind Hybridmaschinen, die additive und subtraktive (spanende) Fertigungsschritte in einer Anlage kombinieren – ergänzt durch klassische CNC-Fräsmaschinen in 3- und 5-Achs-Ausführung sowie Maschinen zur Nachbearbeitung und Veredelung additiv gefertigter Bauteile. Dazu kommen Trainings-, Wartungs- und Ersatzteilservices.

Für FKM steht DMG Mori exemplarisch für den Anspruch, additive Fertigung nicht isoliert zu betrachten, sondern als Teil einer durchgängigen Prozesskette bis zum einbaufertigen Bauteil.

→ Know-How: SLM Metall 3D-Druck

→ Leistung: Nachbearbeitung Metall

Technologisch basieren die EOS-Anlagen auf zwei Kernverfahren: Lasersintern für Kunststoffe und Laserschmelzdruck für Metalle. Beide ermöglichen die werkzeuglose Herstellung dreidimensionaler Bauteile und gelten als kosten- und zeiteffizient im Vergleich zu klassischen Fertigungsverfahren.

Alle EOS-Systemlösungen – vom Einsteigermodell bis zur Hochleistungsanlage – sind für den industriellen Einsatz konzipiert und entsprechen aktuellen Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen.

FKM nutzt EOS-Technologie als Basis für die eigene additive Fertigung in Kunststoff und Metall, mit dem Anspruch, zertifizierte und serienfähige Bauteile zu liefern.

→ Know-How: SLS Kunststoff 3D-Druck

→ Know-How: SLM Metall 3D-Druck

Die von HP entwickelte Technologie ist das Multi-Jet-Fusion-Verfahren (MJF): ein laserloses additives 3D-Druckverfahren, das mit speziellen Flüssigkeiten arbeitet, den sogenannten Agents. Auf Basis thermoplastischer Pulver wird das Bauteil schichtweise aufgebaut, indem Fusing Agents und Detailing Agents selektiv aufgebracht werden.

HP bietet dafür ein breites Materialportfolio, das je nach gewünschter Bauteileigenschaft ausgewählt wird, sowie eine eigene Software zur Druckvorbereitung.

Bei FKM kommt die MJF-Technologie im Rahmen der zertifizierten, industrietauglichen additiven Kunststofffertigung zum Einsatz. Wie das Verfahren im Detail funktioniert, erklärt der separate Wiki-Beitrag zu Multi Jet Fusion (MJF).

→ Know-How: MJF

→ Leistung: Additive Fertigung Kunststoff