Rapid Prototyping - Additive Fertigung - 3D-Druck

In der Fertigungstechnik ist Rapid Prototyping als Verfahren definiert, das auf der Basis von CAD-Daten dreidimensionale Bauteile aus unterschiedlichen Materialien aufbaut [1]. Rapid Prototyping Verfahren werden oft als generative Fertigungsverfahren, additive Fertigungsverfahren oder 3D-Druck bezeichnet.

Die Entwicklung neuer Bauteile für Anlagen oder Maschinen ist in der Regel zeitaufwändig. Zunächst müssen vorgegebene bzw. angenommene physikalische und geometrische Randbedingungen konstruktiv in ein CAD-Modell umgesetzt werden. Die Prototypenfertigung erstellt dann ein erstes reales Modell bzw. ein Funktionsmodell für den Prüfstand. Die Prüfstandsergebnisse bilden nun die Basis für konstruktive Optimierungen oder Modellvariationen. Dieser Entwicklungszyklus wird in der Regel mehrfach durchlaufen, bis ein optimierter Prototyp vorliegt, welcher den vorgegebenen Randbedingungen entspricht.

Mit Hilfe eines Rapid Prototyping Verfahrens ist es möglich, den Zeitaufwand für die Prototypenfertigung zu reduzieren. Der Entwicklungszyklus wird besonders bei komplexen Geometrien durch den Zeitgewinn bei der Prototypenfertigung sehr viel schneller durchlaufen. Damit ist eine neue Entwicklungsstrategie möglich. Zum Beispiel können unsichere Annahmen bei der Auslegung an einem ersten eventuell vereinfachten Prototyp auf dem Prüfstand überprüft werden.

Der Einsatz von generativen Fertigungsverfahren erlaubt aber auch neue konstruktive Freiheiten, die bisher aus fertigungstechnischen Gründen nicht zulässig oder zu aufwändig waren.

Die Stereolithographie(SL) sowie das Selektive Laserschmelzen(SLM) sind generative Fertigungsverfahren, die am IMVT als Rapid Prototyping Verfahren seit 1996 bzw. 1998 zum Einsatz kommen.

Zum Ende des Jahre 2017 wurden beide Anlagen deinstalliert und eine neue SLM-Anlage wurde etabliert.

Einsatz der 3D-Drucktechnik (SLM) am IMVT: Strömungsleitelemente

[1] Gebhardt, A.: Generative Fertigungsverfahren, Hansa Verlag, München 2013.