Die Tatsache, dass es möglich ist, Teile mit vielen Löchern zu drucken, bedeutet jedoch nicht, dass dies auch zu empfehlen ist. Besonders dann, wenn die Teile später in größeren Mengen gefertigt werden sollen: Da der 3D-Druck beim Design enorme Flexibilität bietet, kann es leicht passieren, dass man sich verrennt und nicht berücksichtigt, wie die Teile nach der Prototypenherstellung gefertigt werden sollen. Wie die Beispiele am Anfang dieses Design-Tipps zeigen, sehen immer mehr Unternehmen im 3D-Druck ein zur Fertigung von Endanwendungsteilen geeignetes Verfahren, doch wird man bei vielen Teilen bei wachsendem Produktionsvolumen vom 3D-Druck zu Maschinenbearbeitung, Spritzguss oder Guss übergehen. Daher ist es wichtig, rechtzeitig im Designzyklus eine Machbarkeitsanalyse durchzuführen, damit eine kosteneffektive Produktion während des gesamten Teile-Lebenszyklus gewährleistet ist.

4. Sekundäre Arbeitsgänge vermeiden

Endanwendungs-Gitterteil aus ABS-Kunststoff
Dieses Endanwendungs-Gitterteil aus ABS-Kunststoff wurde von Proto Labs für die Klimasysteme für drei Sea-Ray-Luxusyachtmodelle produziert, die von Brunswick Corporation gebaut wurden.

Kunststoffteile, die mit SLS produziert werden, benötigen während des Aufbaus keine Stützstrukturen, weswegen die Nachbearbeitung in der Regel auf Perlstrahlen, Lackieren, Aufbohren und das Schneiden von Löchern sowie die maschinelle Bearbeitung wichtiger Teilemerkmale beschränkt ist. Bei DMLS dagegen werden oft umfassende gerüstartige Strukturen benötigt, um das Metallwerkstück in seinen Bahnen zu stützen und zu leiten – sonst könnten sich die Oberflächen wellen oder verformen. Dies gilt besonders bei Geometrien mit Überhängen, breite T-Formen beispielsweise, die Achselstützen benötigen, welche dann herausgefräst oder -geschliffen werden müssen, wodurch Kosten und Vorlaufzeit steigen.

Ähnlich, aber weniger dramatisch sieht es bei SL aus, wo Stützen aus gehärtetem Kunststoff mit einem Handschleifer und etwas Schleifpapier entfernt werden können. Sofern möglich, wird Proto Labs die Teile so ausrichten, dass derartige Überhänge und andere Schwierigkeiten reduziert werden, aber Teiledesigner können mithelfen, indem sie solche Merkmale von Anfang an sparsam einsetzen.

5. Auf die Toleranzen achten

Designer und Ingenieure sollten es möglichst vermeiden, die Toleranzvorgaben für ihre Teile zu eng zu bemessen, andernfalls müssen die Teile in dünneren Schichten gefertigt werden, was Druckzeit und Kosten erhöht. In vielen Fällen sind dann sekundäre Bearbeitungsvorgänge erforderlich, um zu strenge Abmessungsvorgaben zu erfüllen. Und weil der 3D-Druck so viele Möglichkeiten für kleinere Fertigungsvolumen bietet, ist die genaue Übereinstimmung von Passflächen nicht mehr so wichtig. Das ist ein weiteres Beispiel dafür, wie sich mit dieser Technologie Fertigungskosten sparen lassen.

6. Das Große und Ganze im Auge behalten

3D-gedruckte Teile kosten anfangs möglicherweise etwas mehr, aber lassen Sie sich davon nicht abschrecken. Mit diesem Verfahren erschließen sich ungeahnte Möglichkeiten zur Reduzierung der Teilezahl und des Gewichts, zur Erzielung von größerer struktureller Integrität und geringeren Montagekosten sowie zur Fertigung von Innenkanälen für Kühlung oder Leitungen und anderer Merkmale, die bei herkömmlichen Designs nicht möglich sind. Denken Sie auch daran, dass beim 3D-Druck keine Vorrichtungen, Formen oder anderen Werkzeuge benötigt werden - schon allein hierdurch sinken diejenigen Kosten, die nicht direkt mit dem Teil an sich verbunden sind. Wenn Sie sich auf das Preisschild des Teils statt auf die Funktionsfähigkeit des Produkts und den gesamten Lebenszyklus konzentrieren, laufen Sie Gefahr, die gleichen Teile wie bisher zu entwickeln und damit Chancen zu verpassen, die Fertigungskosten insgesamt zu reduzieren.

Quellen: Proto Labs, Concept Laser Corp., EOS. Inc.

http://p.protolabs.de