Additive Fertigung: Wichtiges im Überblick

Additive Fertigung, abgekürzt AM (engl.: additive manufacturing), ist ein innovatives Fertigungsverfahren zur Herstellung von Prototypen und Serienteilen. Auch bekannt als Rapid Prototyping, SLS, SLM, DMLS, Laser-based powder bed fusion (LPBF). Doch die populärste Bezeichnung für diese Technologie ist der 3D-Druck. Heutzutage findet 3D-Druck in verschiedenen Branchen Anwendung, von der Elektrotechnik über Medizinprodukte bis hin zu Schmuckherstellung. Worin besteht der Unterschied von der Additiven Fertigung zu herkömmlichen Verfahrenstechnologien? Welche Vorteile ergeben sich daraus? Und welche Möglichkeiten bestehen aktuell mit Edelmetallpulver additiv zu fertigen?

Additive Fertigung im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren

Der wichtigste Unterschied von der additiven Fertigung zum herkömmlichen Verfahren wie z.B. CNC oder Fräsen bestehen darin, dass beim 3D-Druck Bauteile Schicht für Schicht aufgebaut werden. Während bei herkömmlichen Verfahren die Bauteile durch Abtrag von Material subtraktiv entstehen, ist der 3D-Druck ein generatives Verfahren. Allein aus dieser Tatsache heraus, ergeben sich wichtige Vorteile gegenüber den früheren Verfahren.

Wichtige Vorteile der additiven Fertigung

Unabhängig davon welche Branche es betrifft, werden immer mehr funktionsoptimierte und spezifischere Produkte nachgefragt. Diese Nachfrage kann durch die additive Fertigung besser erfüllt werden. Zum einen, weil sich die Bauteile effizienter durch die additive Fertigung anfertigen lassen. Zum anderen können auch Funktionen in einem Schritt hergestellt werden, d.h. es müssen keine Einzelteile mehr angefertigt werden.

Speziell bei der additiven Fertigung mit Edelmetall-Pulver lassen sich folgende Vorteile zusammenfassen:

Schnelligkeit
Materialeinsparung
einzigartig und funktional
außergewöhnliche Materialeigenschaften
Nachhaltigkeit

Nähere Erläuterungen zu den einzelnen Vorteilen erfahren Sie in unserem Blogbeitrag: 3D-Druck: die wichtigsten Vorteile.

Über die Bedeutung von Edelmetall-Pulver

Was bisher nur mit Kunststoff und Nichtedelmetallen möglich war additiv angefertigt zu werden, ist heute ebenfalls mit Edelmetall realisierbar. Um ganze Bauteile oder Komponenten aus Edelmetall drucken zu können, sind Edelmetall-Pulver sowie darauf spezialisierte 3D-Druck-Maschinen notwendig.

Bei den Edelmetall-Pulvern zählt zu den Grundvoraussetzungen für die Verarbeitung die feine und sphärische Form der Pulverpartikel. Weitere Informationen über feinste Edelmetall-Pulver für pulvermetallurgische Prozesse gibt es in unserem Blogbeitrag.

Diese Formeigenschaften haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Fließfähigkeit des Edelmetall-Pulvers. Je besser die Fließfähigkeit des Pulvers ist, desto optimaler lässt es sich mit dem Edelmetall-Pulver drucken. Wer sich fachspezifischer mit der Thematik des Edelmetall-Pulvers beschäftigen möchte, wird in folgenden Blogbeiträgen fündig:

Außerdem stehen bereits heute vielfältige Edelmetall-Pulver in unterschiedlichen Edelmetall-Legierungen für die additive Fertigung zur Verfügung, wie z.B. Pulver der Schmucklegierung PlatinGold. Nach seinem Erfolg als Gusswerkstoff und Halbzeug für eine zerspanende Bearbeitung ist PlatinGold nun auch als erprobtes Platinpulver für die additive Fertigung verfügbar. Hier spielt die Platinlegierung weitere Stärken aus. Neben seinem hohen Edelmetallanteil von 971 ‰ und der superweißen Farbe, besticht PlatinGold als Pulver durch seine Eignung für eine ressourceneffiziente Verarbeitung in der additiven Fertigung. Im Vergleich zur traditionellen Verarbeitung ermöglicht die Pulvertechnologie geringere Einsatzmengen, eine höhere Materialausbeute und weniger Scheidgutabfälle. Der bei Platinmetallen gewöhnlich hohe Aufwand wird deutlich reduziert. Näheres zum PlatinGold Pulver entnehmen Sie unseren Blogbeitrag „PlatinGold als Platinpulver für die Additive Fertigung“.

Neuerdings sind auch die konventionell etablierten technischen Legierungen aus Platin-Iridium im Einsatz als additiv angefertigte Komponenten. Die Verwendung von Platin ist für verschiedene Anwendung meist unverzichtbar. So werden in der Medizintechnik u.a. Elektroden zur Stromabgabe an umliegendes Gewebe aus Platin hergestellt. Die Durchflussmesstechnik greift immer dann auf Platin zurück, wenn zu messende Medien eine hohe chemische Aggressivität aufweisen. Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient kann bei verschiedenen Materialpaarungen einer Baugruppe den Einsatz von Platin erfordern. Immer dann, wenn eine höhere Festigkeit des Werkstoffs gewünscht ist, wird zum Platinpulver Iridium hinzugefügt. Somit weisen Komponenten aus Platin und Platin-Iridium Eigenschaften wie hohe chemische Resistenz, Biokompatibilität, vergleichsweise hohe Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit auf. Mehr zum Einsatz von Platin-Iridium-Pulver für technische Komponenten können Sie im Beitrag „Additive Fertigung in Platin-Iridium“ nachlesen.

Additive Fertigung: Einsatzmöglichkeiten

Wie die additive Fertigung bereits ihren Einzug in die heutigen Fertigungsverfahren erhalten hat, wird an den unterschiedlichen Beispielen deutlich. Die innovative Technologie überzeugt nicht nur mit ihren Vorteilen, sondern durch ihre diverse Einsatzmöglichkeiten.

So lassen sich bereits heute vielfältige gedruckte Schmuckstücke im Markt sehen. Ein Beispiel hierfür sind die „Hyperlink“ cufflinks der renommierten Künstlerin und Schmuckdesignerin Silvia Weidenbach. „Hyperlink“ cufflinks sind Manschettenknöpfe angefertigt aus PlatinGold-Edelmetallpulver im zeitlosen und zugleich fortschrittlichen Schmuckdesign. Sie sind ein gutes Beispiel für die moderne Schmuckgestaltung mittels additiver Fertigung. Über die Vorteile der Additiven Fertigung in der Schmuckgestaltung und welches Potenzial der 3D-Druck über den Tellerrand geblickt birgt, spricht Silvia Weidenbach in unserem exklusiven Interview.

Nicht nur im Bereich der Schmuckgestaltung, sondern auch im Dentalmarkt ist die additive Fertigung wichtig. Insbesondere aufgrund der möglichen Individualisierung von Teilen können mit dem 3D-Druck wichtige Vorteile beim Zahnersatz genutzt werden. Auch hier ist der Markt bereits fortgeschritten, wie Sie in unserem Blogbeitrag „Additive Fertigung mit Edelmetallpulvern in der Dentaltechnologie“ erfahren können.

Letztendlich spielt 3D-Druck insbesondere bei den Komponenten in der Serienfertigung eine entscheidende Rolle. Denn früher war die additive Fertigung insbesondere dann gefragt, wenn es um die Entwicklung der Prototypen ging. Heute wird diese Technologie immer mehr zur Serienfertigung genutzt, beispielsweise in der Herstellung von Uhrgehäusen Welche Benefits ergeben sich daraus? Die Antworten gibt es hier: Wie lässt sich die Serienproduktion von Schmuckkomponenten optimieren?.

Edelmetall Blog