Bei den Produktionsverfahren gibt es zwei Hauptarten: Fräsen und 3D-Druck. Beim Fräsen wird in einem subtraktiven Verfahren Material aus einem Metall- oder Kunststoffblock entfernt, um die gewünschte Form zu erhalten. Dabei fällt viel Abfallmaterial an, was dieses Verfahren teuer macht. 3D-Drucker hingegen verwenden additive Verfahren, bei denen Materialschichten aufgebaut werden, bis das gewünschte Produkt entsteht. Das macht den 3D-Druck billiger und effizienter als das Fräsen. In diesem Blogbeitrag werden wir diese beiden Produktionsverfahren vergleichen und gegenüberstellen, damit Sie eine fundierte Entscheidung darüber treffen können, welches Verfahren für Ihr Unternehmen das richtige ist!
Eine Fräsmaschine verwendet ein subtraktives Verfahren, um Material von einem Metall- oder Kunststoffblock abzutragen und die gewünschte Form zu erzeugen. Der Block wird auf einen Tisch gelegt und ein Schneidwerkzeug wird verwendet, um das Material zu entfernen. Dieser Prozess hinterlässt eine Menge Abfallmaterial, was das Fräsen zu einem teuren Produktionsverfahren macht.
Es ist zwar möglich, das Abfallmaterial aus dem Fräsprozess wiederzuverwenden.
Für den Fräsprozess werden neben Schneidwerkzeugen und Kühlschmierstoffen auch Rohlinge benötigt. Rohlinge können bspw. endkonturnah hergestellt werden, oder als Strangmaterial zur Verfügung stehen. Je nach Form des Rohlings bestimmt sich die Bearbeitungszeit.
Die Rohlinge für den Fräsprozess können auch in einer Eisengießerei endkonturnah hergestellt werden. Das spart Zeit und Geld beim Fräsen. Die Rohlinge werden hergestellt, indem geschmolzenes Eisen in eine Form gegossen wird. Bei diesem Prozess entsteht viel Abfallmaterial, weshalb das Fräsen ein teurer Produktionsprozess ist. Es ist jedoch möglich, das Abfallmaterial aus der Gießerei wiederzuverwenden.
Beim 3D-Druck wird ein digitales Modell in sehr dünne Schichten zerlegt und dann übereinander gedruckt. So entsteht ein dreidimensionales Produkt, indem eine Bauplatte verwendet wird, die beim Drucken jeder Schicht abgesenkt wird. Der Drucker trägt das Material, z. B. Kunststoff, Metall oder Keramik, in aufeinanderfolgenden Schichten auf, bis das gesamte Objekt entstanden ist.
Hier gibt es mehr Informationen über verschiedene Materialien die gedruckt werden können:
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Der 3D-Druck ist eine relativ neue Technologie, die es erst seit etwa 30 Jahren gibt. Ursprünglich wurde sie entwickelt, um Prototypen für Produkte zu erstellen, aber inzwischen wird sie in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, z. B. in der Medizin, der Zahnmedizin und der Fertigung.
Der Einsatz des 3D-Drucks in der Produktion hat viele Vorteile:
- Das Verfahren ist sehr schnell -> Teile können in wenigen Minuten hergestellt werden
- Es müssen keine Werkzeuge erstellt werden -> mit dem 3D-Druck können Teile hergestellt werden, die mit herkömmlichen Methoden unmöglich zu produzieren sind
- Das Verfahren ist sehr vielseitig -> es können fast alle Formen und Größen hergestellt werden
Neben den vielen Vorteilen des 3D-Drucks für die Produktion gibt es aber auch einige Nachteile:
- Die Kosten für die Ausrüstung können für kleine Unternehmen unerschwinglich sein
- Die Qualität des Endprodukts hängt von der Genauigkeit des Druckers ab
Das Material muss auf eine Temperatur erhitzt werden, die hoch genug ist, damit es flüssig wird und auf die Bauplattform aufgebracht werden kann. Die Temperatur des Materials hängt von der Art des Materials ab, das verwendet wird.
Ein 3D-Drucker besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: der Bauplattform, dem Portal und dem Extruder. Die Bauplattform ist die Basis des Druckers, auf der das Objekt gebaut wird. Das Portal bewegt den Extruder auf der Bauplattform hin und her, während der Extruder das Material auf die Bauplattform aufträgt. So entsteht ein dreidimensionales Produkt, indem eine Bauplatte verwendet wird, die mit jeder gedruckten Schicht abgesenkt wird.
Ein Extruder ist ein Gerät, das in einem 3D-Drucker das Material Schicht für Schicht druckt. Er ist dafür verantwortlich, das Material zu erhitzen und es dann auf die Bauplattform aufzutragen. Der Extruder befindet sich auf dem Portal und bewegt sich auf der Bauplattform hin und her, während das Material auf die Bauplattform aufgebracht wird. So entsteht ein dreidimensionales Produkt mit Hilfe einer Bauplatte, die mit jeder gedruckten Schicht abgesenkt wird.
Die drei Arten von 3D-Druckverfahren sind Stereolithografie (SLA), selektives Lasersintern (SLS) und Fused Deposition Modeling (FDM).
Die Stereolithografie ist eine 3D-Drucktechnologie, mit der aus digitalen Entwürfen physische Objekte erstellt werden. Dabei werden aufeinanderfolgende Schichten eines lichtempfindlichen Harzes mit einem ultravioletten Laser ausgehärtet, sodass das Objekt Schicht für Schicht entsteht.
Das selektive Lasersintern ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein Laser verwendet wird, um kleine Partikel aus Kunststoff-, Metall- oder Keramikpulver zu einem festen Objekt zu verschmelzen. Mit diesem Verfahren lassen sich komplexe Teile mit komplizierten Merkmalen herstellen, die mit anderen Methoden nicht möglich sind.
FDM ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein Filament aus thermoplastischem Material verwendet wird, um Teile Schicht für Schicht herzustellen. Das thermoplastische Material wird erhitzt, bis es flüssig ist, und dann aus der Düse des 3D-Druckers extrudiert. Das thermoplastische Material härtet schnell aus, sodass jede Schicht auf der vorherigen Schicht aufgebaut werden kann. FDM ist ein beliebtes 3D-Druckverfahren, weil es relativ billig und einfach zu handhaben ist.
Ein 3D-gedrucktes Bauteil ist nicht so stabil wie ein durch Fräsen hergestelltes Bauteil. Beim Fräsen entsteht ein Bauteil mit einem viel höheren Grad an Genauigkeit und Stabilität.
Problem: Die Herstellung von Metallteilen im 3D-Druck kann teuer und sehr zeitaufwändig sein.
Der 3D-Druck hat die traditionelle Fertigung durcheinander gebracht, da er es Unternehmen ermöglicht, komplexe Metallteile schnell und kostengünstig herzustellen
Lösung: Der Metall-3D-Druck ist die perfekte Lösung für Unternehmen, die nach einer schnellen, kostengünstigen Möglichkeit suchen, Teile herzustellen. 3D-Drucker sind in der Lage, hochwertige Teile aus einer Vielzahl von Metallen zu drucken, darunter Stahl, Aluminium, Messing und Bronze.
Eisengussteile können nicht mit einem 3D-Drucker gedruckt werden, weil sie ein hohes Maß an Genauigkeit und Stabilität erfordern. Ein 3D-gedrucktes Teil ist nicht so stabil wie ein durch Fräsen hergestelltes Teil. Beim Fräsen entsteht ein Bauteil mit einem viel höheren Grad an Genauigkeit und Stabilität.
Wenn es darum geht, sich zwischen 3D-Druck und Spritzguss zu entscheiden, hängt die Wahl oft von Geschwindigkeit und Kosten ab. Das Spritzgießen ist schneller und kann bei großen Mengen günstiger sein, während der 3D-Druck besser für kleinere Mengen oder Einzelstücke geeignet ist.
Der 3D-Drucker kann zwischen ein paar hundert Dollar und mehreren zehntausend Euro kosten, je nachdem, welche Qualität und Funktionen du dir wünschst.
Zusammengefasst:
3D-Druck ist eine neue Technologie, die viele Vorteile gegenüber dem traditionellen Fräsen bietet. der 3D-Druck ist schneller, billiger und vielseitiger als das Fräsen.
Die Nachteile des 3D-Drucks sind, dass die Kosten für die Ausrüstung können für kleine Unternehmen unerschwinglich sein und die Qualität des Endprodukts von der Genauigkeit des Druckers abhängt.
Das Fräsen bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem 3D-Druck. Das Fräsen ist genauer und erzeugt ein stabileres Endprodukt. Die Kosten für die Fräsausrüstung sind außerdem niedriger als die Kosten für den 3D-Druck. Das Fräsen ist eine etabliertere Technologie als der 3D-Druck und es gibt einen größeren Pool an erfahrenen Technikern, die bei Fräsprojekten helfen können.