Hinter dem Begriff Rapid Manufacturing verbirgt sie die schnelle Fertigung von Bauteilen. Zur Definition zählt dabei nicht nur die Geschwindigkeit. Rapid Manufacturing steht für unterschiedliche Fertigungsmethoden und Produktionsverfahren, für die serielle Fertigung von Bauteilen oder der Umsetzung von Prototypen. Die Voraussetzung für die Fertigung ist, dass die Umsetzung direkt aus einer CAD-Datei erfolgt. Eine zusätzliche Nutzung von Werkzeugen ist dabei nicht vorgesehen.
Vorteile des Rapid Manufacturing
Bereits vor der Produktion wird ein dreidimensionales Model jedes einzelnen Bauteils erstellt. Moderne Technik erlaubt bereits in diesem Entwicklungsstatus die exakte Analyse, Fehlersuche und Optimierung des Bauteils. Die Wahrscheinlichkeit, dass bereits beim ersten Bauteil das perfekte Werkstück entsteht, ist außergewöhnlich hoch. Dieser Vorteil senkt die Kosten für die Entwicklung und verkürzt den Weg zum Endprodukt. Für eine intensive Produktentwicklung bietet das Rapid Prototyping eine interessante Alternative.
Unterstützt wird die Zeitersparnis durch die kurzen Fertigungszeiten und die präzise Umsetzung der Vorlage. Insgesamt ist der Fertigungsprozess schnell und kosteneffektiv. Zu den Fertigungstechniken zählen additive Verfahren wie der 3-D-Druck und spanende Verfahren, die Material abtragen. Die Möglichkeit Bauteile herzustellen, die keine aufwendige Nachbearbeitung benötigen und sofort funktionsfähig sind, senkt die Kosten bei der seriellen Fertigung immens.
Materialien, die für das Rapid Manufacturing geeignet sind
Für die additiven Verfahren sind alle Werkstoffe geeignet, die in pulverisierter Form vorliegen können. Die additiven Verfahren basieren auf dem Prinzip des Materialauftrags. Die Präzision des Bauteils ist daher von der Feinkörnigkeit des Ausgangsstoffes abhängig. Typische Verfahren des 3-D-Drucks sind das selektive Lasersintern oder selektives Laserschmelzen. In diesen Verfahren können Kunststoffe und Metalle verarbeitet werden. Additive Fertigtechniken bauen auf und produzieren mit geringem Materialüberschuss. Der Vorteil an dem Prinzip ist die Umsetzung jeder gewünschten Form, sowohl im Mikrobereich als auch in größeren Dimensionen.
Voraussetzungen des Rapid Manufacturing
Die Produktionsbasis bilden CAD-Dateien. Diese Dateien müssen ausgelesen werden, eingestuft und entsprechend dem Verfahren vorbereitet werden. Die Designvorlage wird in möglichst kleine Sequenzen zerlegt, die den jeweiligen Einzelarbeitsschritten des Produktionsverfahrens entsprechen. Bei einem Schichtauftrag wird die visuelle Vorlage in viele horizontale Schichten geschnitten. Die Apparatur betrachtet jede Schicht separat und setzt jeden Pulverauftrag einzeln um. Damit der Produktionsprozess reibungslos abläuft, muss das technische Know-how vorhanden sein. Eine spezielle Automatisierungssoftware ermöglicht die Steuerung und die Kontrolle des kompletten Herstellungsprozess.
Erhöhung der Konstruktionsfreiheit
Konventionelle Fertigungsverfahren setzen Grenzen in der Entwicklung von Bauteilen und der Konstruktionen von Maschinen, Fahrzeugen oder in der Raumfahrt. Die generativen Fertigungstechniken, die unter dem Oberbegriff Rapid Manufacturing zusammengefasst werden, heben diese Begrenzungen auf. Keine Idee muss mehr fallengelassen werden, weil die Umsetzung in ein fertiges Bauteil nicht möglich ist. Komplizierte und anspruchsvolle Umsetzungen können unter dem Dachverband des Rapid Manufacturing realisiert werden und kostengünstig sowie zeitnah gefertigt werden. Die Bauteile erreichen eine außergewöhnlich hohe Qualität hinsichtlich ihrer geforderten Eigenschaften.
