Ein 3D-gedrucktes Produkt wird aus Schichten von Materialien gebildet, die aus einem digitalen Modell erstellt werden. Versand und andere logistische Aktivitäten können eliminiert werden, was zu Energieeinsparungen von bis zu 60 Prozent führt. Zudem können Benutzer Artikel mit weniger Ressourcen produzieren. Kosteneinsparungen von bis zu 70% können dem 3D-Druck aufgrund der Prototypenherstellung zugeschrieben werden. Dies steht im Gegensatz zur traditionellen Fertigung, die sehr teuer ist.

Technologievergleich

Der traditionelle Fertigungsprozess umfasst Spritzguss, Formgebung, Bearbeitung, Verformung und Verbindung, was die Kosten des Produkts erhöht. Die traditionelle Methode beinhaltet auch hohe Ausgaben für Fertigung und Versand, was die Endkosten weiter steigert. Der 3D-Druck verwendet Prozesse wie Lasersintern, Binder-Jetting, Stereolithografie, Poly-Jetting und Fused Deposition Modeling/Fused Filament Production, die am meisten digital abhängig sind und daher kostengünstigere Objekte ergeben. Obwohl die anfänglichen Einrichtungskosten höher sind, ist 3D-Druck günstiger geworden als billige Arbeitskräfte in Entwicklungsländern. Außerdem sinken die Kosten für den 3D-Druck weiter, was die Möglichkeit eröffnet, bald 3D-Drucker in jedem Haushalt zu haben. Maßgeschneiderte Produkte kosten genauso viel wie Massenware.

Wie kann additive Fertigung Kosten senken?

Traditionelle Fertigungsmethoden wie Spritzguss erfordern Massenproduktion, um die Gemeinkosten für Werkzeuge, Montage und Produktion auszugleichen. Darüber hinaus hat die additive Fertigung unabhängig von der Größe der Bestellung die gleichen Kosten, sodass diese Methode günstiger ist, wenn es sich um eine kleine Bestellung handelt.

Ein anpassungsfähigeres und individualisierbares System

Da die Kosten für jede zusätzliche Einheit gleich sind, können beliebig viele Änderungen am Produkt vorgenommen werden. Bei der Prototypenentwicklung erstellen Sie ein Prototyp mit 3D-Druck und aktualisieren es, bis es Ihre Zufriedenheit erfüllt. Dies ist ein wichtiger Schritt vor der Massenproduktion. Sie können es auch während des restlichen Fertigungsprozesses verwenden, um einzigartige Stücke zu erstellen, die besser auf Ihre Bedürfnisse, Fortschritte in der Konzeption und Kundenfeedback reagieren können.

Es gibt keine zusätzlichen Kosten im Zusammenhang mit Komplexität

Beim Erstellen komplexer mechanischer Konstruktionen sind Präzision und Fachkenntnis erforderlich, insbesondere beim Zusammenbau komplizierter Teile, was zu einem entsprechenden Preisanstieg mit zunehmender Komplexität führt. Der 3D-Druck hingegen erstellt ein ganzes Objekt in einem Schritt, anstatt Komponenten einzeln zusammenzusetzen. Daher ist Komplexität keine zusätzliche Ausgabe.

Was ist traditionelle Fertigung?

In der traditionellen Fertigung wird Material aus einem Block oder Rohling entfernt, um die endgültige Form mit subtraktiven Technologien zu erhalten.

Traditionelle Fertigungsprozesse umfassen Bearbeitung, Formgebung, Verformung und Verbindung. Es gibt vier Haupttypen traditioneller Fertigungstechnologien für Polymere und Verbundwerkstoffe:

Die Bearbeitung ist die am häufigsten verwendete Methode zur Produktion von Metallen und auch die am häufigsten verwendete Methode für Kunststoffprodukte mit niedrigem und mittlerem Volumen. Obwohl sie die gewünschte Form mit hervorragender Genauigkeit und Präzision liefern kann, neigt sie dazu, Material durch das Entfernen von Spänen zu verschwenden. Die häufigsten Bearbeitungsprozesse sind:

  • Drehen
  • Bohren
  • Fräsen
  • Laserschneiden

Seit dem Aufkommen der 5-Achs-CNC-Bearbeitung hat sich die Effizienz dieser subtraktiven Technologie erheblich erhöht. Dennoch sind die Investitionskosten für eine 5-Achs-CNC-Maschine sehr hoch, sodass die meisten Unternehmen mit 3-Achs-CNC-Maschinen oder manuellen Bohrern und Fräsmaschinen ausgestattet sind.

Formgebung ist eine sehr gängige Methode zur Herstellung von thermoplastischen Polymerteilen. Die Technik ist äußerst nützlich für die Massenproduktion von Komponenten, erfordert jedoch die Verwendung einer speziell entwickelten Form. Kunststoffe werden hauptsächlich durch Spritzguss, Kompressions- und Rotationsformung in großen Mengen produziert. Im Allgemeinen werden etwa 80% der langlebigen Kunststoffprodukte, die wir täglich verwenden, durch Spritzguss hergestellt.

Verformung beinhaltet das Pressen von thermoplastischen Platten auf maßgeschneiderte Formen. Da diese Technologie nur zur Herstellung von Teilen mit dünnen Wänden und hohlem Körper verwendet werden kann, ist sie ideal für Prototypen und Verpackungsteile. Eine der am häufigsten verwendeten Verformungstechnologien für Polymere ist das Thermoformen. Um das Endteil zu erstellen, wird ein erhitztes thermoplastisches Blatt über die Oberfläche einer Form gezogen, während der Unterdruck das Blatt nach unten zieht.

Durch Verbindung ist es möglich, komplexe Formen aus einfacheren Komponenten zu konstruieren. Obwohl sie relativ günstig sind, erfordert ihr Verfahrensprozess oft die manuelle Arbeit eines Bedieners, was sie ideal für kleine bis mittlere Produktionsmengen macht. Jedes Fertigungsverfahren hat Vor- und Nachteile. Um ihre Teile herzustellen, verwenden Unternehmen häufig traditionelle Fertigungsmethoden. Die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, wurde in den letzten Jahrzehnten zur Liste möglicher Produktionstechnologien hinzugefügt und bringt neue Vorteile mit sich.

3D-Druck ist eine kosteneffektive Alternative zur traditionellen Fertigung

Schnelle Prototypenentwicklung

Von einem Design zu einem tatsächlichen Prototyp können Produkte schneller entwickelt werden.

Fertigungsgeschwindigkeit

Die Fertigungsgeschwindigkeit für eine große Anzahl von Endprodukten ist die gleiche wie bei dem vorherigen Vorteil.

Lagerhaltung

Mit traditionellen Fertigungstechnologien ist es schneller und günstiger, zusätzliche Produkte herzustellen, von denen man weiß, dass man sie irgendwann benötigen wird. Beim 3D-Druck müssen nur die verkauften Produkte hergestellt werden, sodass überschüssiger Bestand nicht gelagert werden muss.

3D-Drucker können fast alles produzieren

Egal, ob Sie Schokolade verlangen oder eine Organtransplantation benötigen, Sie haben Glück. Ursprünglich verkauften 3D-Druckunternehmen Kunststoff-Tintenpatronen. Jetzt haben sie Tinte aus Zucker, Schokolade, Sand, Keramik, Metallen und sogar lebenden Zellen, um eine unendliche Anzahl von Kreationen herzustellen.

3D-Drucker sind die Zukunft von Fertigungsunternehmen

3D-Drucker erleichtern die Reduzierung einiger Arbeitsplätze. Nicht nur, dass 3D-Drucker produktiver sind, sie sind auch umweltfreundlicher. Wenn Sie etwas bauen, bleiben normalerweise Reste übrig. 3D-Drucker bauen nur das, was benötigt wird, basierend auf ihrem Wissen über Formen und Designs. Dadurch sind sie wirtschaftlicher und umweltfreundlicher. Ein 3D-Drucker kann auch als produktives Fertigungswerkzeug verwendet werden. Durch den Kauf eines kommerziellen 3D-Druckers können größere Produkte entworfen und höhere Produktionsvolumina erreicht werden.

Was macht 3D-Druck besser als traditionelle Fertigung?

Jede neue Idee auf dem Markt basiert auf Innovation. Unternehmen müssen die Anforderungen eines neuen Designs und die Grenzen verstehen, die beim Evaluierungsprozess für die Produktentwicklung festgelegt werden sollten. Nachdem das Konzept entwickelt wurde, besteht der nächste Schritt darin, die verfügbaren Fertigungsoptionen zu bewerten, um den besten Lieferanten für das neue Produkt zu finden. Aber wie wählt man die beste Fertigungstechnologie aus? Was sind die Verarbeitungsmethoden für Hochleistungs-Polymere und -Verbundwerkstoffe?

Bevor wir einige traditionelle Fertigungstechnologien betrachten, lassen Sie uns die Unterschiede zwischen traditioneller Fertigung und 3D-Druck betrachten. Die folgende Tabelle zeigt die Hauptunterschiede zwischen den beiden Technologiefamilien.

Wie ist 3D-Druck der traditionellen Fertigung überlegen?

Wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sind, ist 3D-Druck ein ideales Fertigungsverfahren für die schnelle Produktion von Teilen:

  • Produktion von Kleinserien;
  • Kurze Lieferzeiten;
  • Abgelegene Standorte;
  • Bei traditioneller Fertigung steigen die Kosten mit der Komplexität;
  • Reduzierung der Lagerbestände, digitales Lager.

Innovative Unternehmen nutzen 3D-Druck, um die Markteinführungszeit zu verkürzen, indem sie die Prototypenentwicklung beschleunigen und so die mit der Produktentwicklung verbundenen Kosten senken.