3D Druck – Additive Konstruktionstipps

Additive-Konstruktion-Tipps

Die additive Konstruktion von Bauteilen folgt wesentlich anderen konstruktiven Regeln als in der konventionellen Fertigung.

Die additive Fertigung steht nicht in Konkurrenz mit der konventionellen Fertigung (besonders im 3D Metalldruck). Alles was Sie auf Grund Ihrer Konstruktion noch konventionell fertigen können ist wesentlich kostengünstiger als eine additive Fertigung. Die Additive Fertigung und Konstruktion kommt erst dann ins Spiel, wenn Sie mit der konventionellen Fertigung an Ihre Grenzen stoßen.

Klare Grenzen in der konventionellen Fertigung sind z.B.

  • Zu hohes Bauteilgewicht
  • Komplexität und hoher Fertigungsaufwand
  • Keine Designfreiheit
  • Keine Gestaltungsfreiheit
  • Zu viele Einzelteile an einem Bauteil
  • Schlechte Montagemöglichkeit
  • Geringe Werkstoffausnutzung
  • Erstellen von Vorrichtungen und Werkzeugen für die Bearbeitung

Fertigung mit additivem Verfahren

  • Gewichtsersparnis: Hohlräume, Wabenstrukturen, Bionik
  • Vereinfachung: Machen Sie aus 8 Bauteile nur 1 Bauteil
  • Verkleinerung: Reduzieren Sie Ihr Bauteil auf die notwendigste Größe
  • Funktionsintegration: Mehrere Funktionen in einem Bauteil
  • Designfreiheit: Bionische Strukturen, Strukturen aus der Natur
  • Bessere Kühleigenschaften: Bessere Platzierung der Kühlkanäle
  • Topologie Optimierung: Perfektes Auslegen zwischen Kraftaufnahme und Gewicht
  • Materialien: Stahl, Edelstahl, Titan, Aluminium Legierungen, Werkzeugstahl
  • 100% Werkstoffausnutzung: 80% des Baumaterial können Sie wiederverwenden

Tipp’s für die additive Konstruktion und Fertigung

Additive Konstruktion:

  • Konstruktionsfreiheit: Konstruieren Sie, ohne über die Fertigung nachzudenken
  • Topologie Optimierung: Wo wirken Kräfte auf Ihr Bauteil (Finite Elemente Methode)
  • Zugdreiecke: Verwenden Sie Radien und keine 90° Winkel (Die Natur macht dies auch nicht)
  • Leichtbau: Wo benötigen Sie auf Grund von Krafteinwirkung mehr Material wo können Sie Material einsparen
  • Bionik: Nutzen Sie Bionische Strukturen wie Wabenstrukturen oder 3D Gitter
  • Vermeiden Sie Überhänge: Überhangswinkel bis ca. 45° sind möglich
  • Funktionsintegration: Machen Sie aus Baugruppen ein einziges Bauteil (integrieren Sie Kühlkanäle, Schnappverschlüsse etc.)
  • Materialien: Es gibt bereits eine Auswahl von Materialien (Stahl, CrCo, Inconel, Al und Ti Legierungen)

Additive Fertigung:

  • Eingeschlossenes Baumaterial: Vermeiden Sie geschlossene Hohlräumen. Das Baumaterial (Pulver) sollte über Löcher oder Kanäle entfernt werden können.
  • Stützstrukturen sollten an komplexen Stellen des Bauteils vermieden werden. Dies schaffen Sie durch die richtige Position Ihres Bauteils auf der Bauplattform.
  • Zeiteinsparung: Bauvorgänge in Z-Richtung beanspruchen mehr Zeit als Bauvorgänge in X oder Y Richtung.
  • Mögliche Nachbearbeitungen: Gewindeschneiden, reiben von Passungen, lackieren, beschichten etc.
  • Stützstrukturen sind jedoch wichtig für:
  1. Fixierung des Bauteils auf die Bauplatte,
  2. Ableitung der Wärme, die durch den Schmelzprozess entsteht
  3. Minderung von Verzug aufgrund der Wärmeentwicklung
  4. Abstützen von Überhängen über 45°, da der 3D Drucker nicht in die Luft bauen kann und sonst das Bauteil zusammenfällt. Achten Sie bereits bei der Konstruktion Ihres Bauteils darauf.

Klare Vorteile der Additiven Fertigung:

  • Direktes Verfahren
  • Einstufiger Prozess ohne Werkzeuge und Formen
  • Hohe Gestaltungsfreiheit
  • Erhöhung der Komplexität unabhängig vom produktionsbezogenen Kosten- und Zeitaufwand
  • Herstellung von Teilen unter 24 Stunden
  • Stückzahlen-unabhängige Produktion
  • Individualisierte Produktion

Sie benötigen Hilfe bei der Um- oder Neugestaltung Ihrer Bauteile?

Unsere Konstrukteure zeigen Ihnen gerne einen Weg, additiv zu konstruieren.

Kontaktieren Sie uns! Wir stehen für alle Fragen zum Thema 3D Druck zur Verfügung.


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