Konstruktion Designtipps für SLM, WAAM und Binder Jetting

Autor Simone Käfer

Verzug, Supports, Bohrungen – auf was Sie bei den 3D-Metalldruck-Verfahren SLM, WAAM und Binder Jetting achten müssen.

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Mit den Designtipps wird klar: So unterschiedlich kann ein Kipphebel aussehen, wenn er auf verschiedene Verfahren hin optimal konstruiert ist.
Mit den Designtipps wird klar: So unterschiedlich kann ein Kipphebel aussehen, wenn er auf verschiedene Verfahren hin optimal konstruiert ist.
(Bild: Altair)

Jedes Verfahren der Additiven Fertigung stellt eigenen Ansprüche an den Konstrukteur. Daher sieht auch sieht das gleiche Bauteil mit einem anderen Verfahren hergestellt, auch anders aus. Bereits die Simulation für eine fertigungsgerechte Konstruktion zeigt diese Unterschiede – beziehungsweise sollten dort verfahrensspezifische Unterschiede ersichtlich sein. Natürlich gibt es Gestaltungsrichtlinien, beispielsweise im Design-Blog von Hubs oder beim britischen Ingenieursbüro Crucible. Sie vermitteln wichtige Grundlagen, wie die minimale Wanddicke.

Das Verfahren bestimmt das Aussehen

Additiv zu denken allein reicht nicht, um ein Bauteil für den 3D-Druck zu konstruieren. Besonders bei Metall braucht es hier und da ein paar Kniffe.

Konstruktionstipps für 3D-Metalldruck

Beim SLM-Verfahren (selektive Laserschmelzen, auch: LPBF, Laser powderbed fusion) ist nicht nur Verzug, sondern sind auch Überhangwinkel ein Thema. Das sind Geometrien, die nicht ohne Stützstrukturen auskommen. Wird die Aufbaurichtung verändert, werden oft einige Stützstrukturen überflüssig. Aber, gibt Crucible zu bedenken, eine ungünstige Ausrichtung des Bauteils auf der Bauplatte kann dazu führen, dass der Rakel beim Verteilen des Pulvers das Bauteil berührt. Beim WAAM-Verfahren (Wire Arc Additive Manufacturing) sollten Konstrukteure Stützstrukturen vermeiden. Bohrungen werden gar nicht gedruckt, sondern müssen immer mechanisch nachbearbeitet werden. Binder Jetting braucht keine Stützstrukturen. Aber die Bauteile schrumpfen. Um dabei die Geometrie nicht zu gefährden, rentieren sich Supports.

Für drei der Verfahren SLM, WAAM und Metal Binder Jetting haben die Kollegen von MM Maschinenmarkt mit Mirko Bromberger, Director Marketing Strategy bei Altair, die wichtigsten Desingtipps zusammengefasst. „Natürlich können die Gestaltungsrichtlinien nicht immer für die Fertigung ideal umgesetzt werden“, merkt Bromberger an „denn Konstrukteure müssen auch die technischen Anforderungen berücksichtigen, hier einen Flansch und dort eine Öse einplanen.“

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