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Additive Fertigung

Die additive Fertigung (auch: 3D-Druck) bezeichnet Fertigungsprozesse, bei denen auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten ein Bauteil – im Gegensatz zu subtraktiven Verfahren – durch das Hinzufügen von Material Schicht für Schicht hergestellt wird. Der Fertigungsprozess erfolgt in der Regel mithilfe von Industrierobotern. Am weitesten verbreitet ist die additive Fertigung von Beton; es können jedoch auch andere Materialien (Kunststoff, Metall, etc.) verwendet werden. Es lassen sich im Wesentlichen zwei Verfahren unterscheiden:

  • Extrusions-Verfahren: Das Material wird durch eine Düse (Extruder) gepumpt und zu Strängen geformt, die Lage für Lage entsprechend der gewünschten Form aufeinandergelegt werden. Das Material muss dabei kontinuierlich austreten und anschließend schnell aushärten, damit die Struktur beim Auftragen der nachfolgenden Schichten nicht kollabiert. Im Falle von Beton wird meist faserverstärkter Beton verwendet.
  • Selektives Binden: Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Partikelbett (Sand, Gesteinskörnungsgemisch, etc.) aus dünnen Schichten hergestellt. Lage für Lage wird anschließend genau an den Punkten, an denen die Struktur entstehen soll, das Pulver mit einem Bindemittel getränkt. Nach dem Abbinden aller Schichten lassen sich die überschüssigen Partikel entfernen; übrig bleibt die gewünschte, ausgehärtete Struktur.

Neben diesen beiden etablierten Verfahren sind weitere Methoden der additiven Fertigung in der Entwicklung. Der größte Vorteil dieser Methoden besteht dabei in der Material-, Kosten-, und Zeitersparnis bei der Herstellung; zudem können komplexe Geometrien ohne die üblichen räumlichen Einschränkungen umgesetzt werden.

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