Welche Richtlinien gilt es bei der Konstruktion zu beachten?

Das Metall 3D-Druck Verfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF oder Selektives Laserschmelzen, SLM®) ermöglicht hohe Freiheitsgrade bei der Gestaltung von Bauteilen. Viele der Restriktionen konventioneller Fertigungsverfahren gelten nicht oder nur in eingeschränkter Ausprägung. Trotzdem müssen Gestaltungsrichtlinien eingehalten werden, um qualitativ hochwertige, funktionale Bauteile wirtschaftlich fertigen zu können.
Beispielsweise müssen Überhänge in Bezug auf die Aufbaurichtung ab einem Grenzwinkel durch Stützstrukturen abgestützt werden. Andernfalls kann es durch Überhitzung und thermisch induzierten Eigenspannungen zu Prozessfehlern kommen. Daraus kann eine schlechte Maßhaltigkeit, eine minderwertige Oberflächenqualität oder im schlechtesten Fall ein Prozessabbruch resultieren. Die Stützstrukturen werden bei der Baujobvorbereitung konstruktiv vorgesehen und später dann beispielsweise durch spanende Fertigungsverfahren entfernt.

Einige Restriktionen, wie zum Beispiel die minimal mögliche Wandstärke hängen auch vom ausgewählten Werkstoff und den Prozessparametern ab. Des Weiteren wird die maximal mögliche Bauteilgröße durch den Bauraum der verwendeten Laserschmelzanlage begrenzt. Bei größeren Bauteilen mit weniger komplexen Bereichen kann eine Kombination mit konventionellen Herstellungsverfahren (hybride Fertigung) in Erwägung gezogen werden.
Vor allem erfahrene Konstrukteure stehen vor der Herausforderung, ihr bestehendes Know-how auf die neue Denkweise des Metall 3D-Drucks anzupassen. Hierfür hat Rosswag Engineering ein angepasstes Workshopprogramm entwickelt.

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