Freitag, 24. Juni 2022

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Additive Fertigung: Was ist das und warum ist sie einer der Protagonisten der SPS Italia?

Additive Manufacturing oder Additive Manufacturing stellt einen der vier Themenbereiche dar, die den von konzipierten Weg District 4.0 ausmachen SPS Italien um das Potenzial verschiedener Technologien für die Fertigungsindustrie aufzuzeigen.
Während wir darauf warten, die von SPS Italia gesammelten Lösungen kennenzulernen, versuchen wir auf der Bühne in Parma vom 24. bis 26. Mai, dem Konzept der additiven Fertigung näher zu kommen.    

Einführung in die additive Fertigung

Additive Fertigung ist die Technologie mit dem Sie Bauteile, Halbzeuge oder Fertigprodukte durch Übereinanderlegen von Materialschichten herstellen können. Wie der Name schon erahnen lässt, erfolgt diese Methode durch Zugabe: Das Material wird Schicht für Schicht, vom äußeren Umfang bis zum inneren, durch die verschiedenen Füllungen hinzugefügt.
Die additive Fertigung stellt sich daher als Gegenstück zur traditionellen Fertigung dar, die stattdessen durch Subtraktion vom Festkörper vorgeht (man denke zum Beispiel an Drehen und Fräsen).

Warum sprechen wir über 3D-Druck?

Der eigentliche Produktionsprozess, bezogen auf die additive Fertigung, wird durch den Begriff bezeichnet drucken 3D, da es Ihnen ermöglicht, Objekte ausgehend von einer digitalen Designdatei zu erstellen, die in drei Dimensionen „gedruckt“ wird.
Es ist eine Technik, die seit Mitte der 80er Jahre angewendet wird, sich aber erst in den letzten Jahren etabliert und verbreitet hat. Die Gründe? Die Reduzierung der Maschinenkosten, die Vergrößerung der Auswahl an Materialien und Filamenten, die Möglichkeit, das zu kontrahieren Time to Market (die Zeit, die zwischen der Konzeption und dem Verkauf des Produkts vergeht) und die Möglichkeit, in einem einzigen Druckvorgang Objekte zu erhalten, die traditionell in verschiedenen Einzelkomponenten hergestellt und anschließend zusammengesetzt werden.

Anwendungen der additiven Fertigung

Additive Fertigung kommt zum Einsatz:

  • beim Rapid Prototyping ermöglicht es, Designkosten durch Modifikationen an der digitalen Datei zu reduzieren, wie dies bei der Produktion von Komponenten in der Luftfahrt der Fall ist. 
  • Um kundenspezifische Serien zu erhalten;
  • um den Mangel an Komponenten für die Inline-Produktion schnell auszugleichen;
  • Teile neu zu konstruieren, um die Anlagenproduktivität zu steigern.
additive Fertigung von Prototypen von Autoteilen

Diese Besonderheiten machen den 3D-Druck zum perfekten Verbündeten der Automobil-, Medizin- und Baubranche sowie zu einem würdigen Ersatz für den Spritzguss.

Welche Schritte kennzeichnen die additive Fertigung?

Stufen der additiven Fertigung
Bildquelle: internet4things.it

Der additive Fertigungsprozess hat als Eingabe die Erstellung des 3D-Modells des Objekts durch a CAD-Projekt (Computergestütztes Design).
Sobald diese Phase abgeschlossen ist, folgt ein halbautomatischer Prozess zum Teilen der Datei im STL-Format, bei dem das Objekt in Schichten (Schichten) zerlegt wird, die von 3D-Druckern gedruckt werden können. Tatsächlich dekodiert die Software im Drucker die Zeichnung und unterteilt sie in Ebenen und erstellt dann den Pfad, dem die Maschine während der Realisierung folgen muss.  
Schließlich sind nach dem Druckprozess Nachbearbeitungsaktivitäten erforderlich, um ein angemessenes Finish und mechanische Eigenschaften des hergestellten Produkts zu erzielen.

Die Vorteile der additiven Fertigung 

Diese Technologie eignet sich besonders für die Produktion hochindividueller Kleinserien. Und es erweist sich als nachhaltige Lösung, weil es die Herstellung von Komponenten mit geringem Gewicht ermöglicht und gleichzeitig den Materialverbrauch begrenzt.
Darüber hinaus ermöglicht die additive Fertigung die Produktion in einer einzigen Phase, wodurch die Kosten für das Prototyping und die für das Design gesenkt werden. Und es verlängert den Lebenszyklus von Produkten und Systemen, weil es die Reparatur von Komponenten erleichtert.
Schließlich darf nicht außer Acht gelassen werden, dass die für die additive Fertigung eingesetzten Polymere größtenteils recycelbar (bei Filamenten) oder wiederverwendbar (bei Pulvern) sind.

Aus diesem kurzen Überblick ist leicht zu verstehen, wie die additive Fertigung dazu beitragen kann Produktionskette neu gestalten, was sie flexibler in Bezug auf Nachfrage und Produktionsorte, aber auch wirtschaftlicher und nachhaltiger macht. 

Quellen: industry4business.it, internet4things.it

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