Additive Fertigung mit flüssigen Materialien

Additive Fertigungsverfahren etablieren sich zunehmend in industriellen Anwendungen, da sie gegenüber konventionellen Prozessen einige wesentliche Kundennutzen mit sich bringen. Die additive Fertigung basiert auf dem schichtweisen Aufbau des Bauteils. Die Fertigungsdauer ist daher von dem aufzutragenden Volumen des Bauteils abhängig. Die geometrische Form der einzelnen Schichten hat nur einen geringen Einfluss. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Gestaltungsfreiheit, ohne weitere Zeit und Kosten durch zusätzliche Bearbeitungsschritte, wie bspw. beim Zerspanen, zu verursachen. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung von geometrisch komplexen Bauteilen, wie beispielsweise bionischen Strukturen. Der Prozess von der CAD-Datei zum fertigen Bauteil ist größtenteils automatisiert. Auf diese Weise können erste Modelle von Bauteilen in kurzer Zeit und zudem kostengünstig gefertigt werden. Diese und viele weitere Vorteile haben dazu geführt, dass sich die additive Fertigung im industriellen Bereich in vielen Anwendungen durchgesetzt hat. Insbesondere pulverbasierte (wie das selektive Lasersintern) und aufschmelzende Verfahren (wie das Fused Layer Modeling) werden beispielsweise für die Fertigung von Prototypen aber auch bereits für Serienbauteile verwendet.

Im Gegensatz dazu stehen die additiven Fertigungsverfahren, die auf der Extrusion von Flüssigkeiten basieren. Dieser Bereich befindet sich noch am Anfang, entwickelt sich jedoch derzeit mit hoher Geschwindigkeit. Insbesondere die Vielzahl an für den 3D-Druck neuen Materialien schaffen ein großes Anwendungspotential für diese Technologie. Dazu gehören z.B. Silikon (siehe Abbildung 1), Harze oder Metallpasten.

Dieses Whitepaper betrachtet die vorhandenen Technologien für die additive Fertigung von Bauteilen aus flüssigen Medien. Dabei werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren dargestellt. Zudem werden die unterschiedlichen Stellparameter für jedes Verfahren zum Verändern der ausgebrachten Menge aufgezeigt.