Additive Fertigung vs. subtraktive Fertigung: Eine einfache Anleitung

Additive und subtraktive Fertigung sind zwei wichtige Herstellungsverfahren mit jeweils eigenen Verfahren. Additive Fertigung, bei der Objekte durch das schichtweise Auftragen von Material konstruiert werden, wird häufig mit 3D-Druckern durchgeführt. Dies eignet sich ideal für komplexe Formen und einzigartige Designs. Bei der subtraktiven Fertigung hingegen wird mit einem massiven Materialblock begonnen, der mithilfe von Bohrern oder Lasern bearbeitet wird, um das Endprodukt zu erzeugen.

Diese Technik wird häufig verwendet, um schnell stabile und präzise Teile herzustellen, insbesondere in großem Maßstab. Das Verständnis der Unterschiede zwischen den beiden Ansätzen kann Unternehmen dabei helfen, die für sie optimale Lösung zu finden – sei es die Herstellung individueller Unikate oder die zuverlässige Massenproduktion.

Diese Anleitung erklärt beide Prozesse einfach und leicht.

Was ist additive Fertigung?

Additive Fertigung ist eine großartige neue Methode zur Herstellung von Dingen. Sie entsteht durch das Auftragen winziger Materialschichten, ähnlich wie beim Kuchenbacken mit dünnen Teigscheiben. Man beginnt mit einem Entwurf am Computer und zeichnet mit speziellen Programmen die gewünschten Objekte. Eine Maschine, typischerweise ein 3D-Drucker, folgt dann diesem Plan und baut das Objekt schichtweise auf. Es fühlt sich an, als würde man zusehen, wie ein Bild Stück für Stück immer größer wird.

Dieses Verfahren eignet sich besonders für komplexe Teilekonstruktionen, die mit anderen Verfahren nur schwer herzustellen wären. So lässt sich beispielsweise ein Spielzeug mit sich windenden Tunneln herstellen, die sich alle gleichzeitig öffnen. Es wird beispielsweise in Krankenhäusern zur Herstellung individueller Körperteile oder in Flugzeugfabriken eingesetzt, um leichte, robuste und experimentelle Methoden zur schnellen Herstellung einzigartiger Gegenstände zu entwickeln. Es verändert die Art und Weise, wie wir alles herstellen, von Geräten bis hin zu Maschinen.

Was ist subtraktive Fertigung?

Subtraktive Fertigung ist ein bewährtes Verfahren zur Formgebung von Objekten. Dabei wird ein Stück Material, beispielsweise Holz oder Metall, zunächst als massiver Block geformt und anschließend durch Abtragen von Teilen in das endgültige Objekt verwandelt. Stellen Sie sich vor, Sie schnitzen ein Stück Holz, um eine Pfeife herzustellen – Maschinen wie Sägen, Bohrer oder Laser entfernen das überschüssige Material nach einem programmierten Plan. Oftmals werden diese Maschinen von Computern gesteuert, um sicherzustellen, dass alles perfekt funktioniert.

Diese Technik wird seit langem eingesetzt. Sie wird in vielen Bereichen eingesetzt, von Automobilwerken bis hin zu Baustellen. Sie eignet sich hervorragend für die Herstellung robuster und zuverlässiger Teile wie Schrauben oder Motorteile. Wenn Sie schnell und effizient große Mengen desselben Artikels produzieren möchten, ist die subtraktive Fertigung die richtige Wahl. Sie ist ein zuverlässiger Weg zu robusten, langlebigen und langlebigen Produkten.

Wie unterscheiden sie sich?

Additive und subtraktive Fertigung sind Gegensätze. Hier sind die Unterschiede:

• Wie sie arbeiten: Additive Fertigung baut Objekte durch Hinzufügen von Material – denken Sie an den Bau einer Struktur mit Legosteinen. Es ist wie bei Michelangelo – die Figur wird immer weiter bearbeitet, genau das Gegenteil von Rasierseife.
• Abfall: Der Zusatzstoff benötigt nur das Material, das das Produkt benötigt, sodass nahezu keine Rückstände entstehen. Bei subtraktiven Verfahren kann Ausschuss entstehen, beispielsweise Schredderflocken, Holzspäne oder Stahlblockstücke.
• Formen, die sie bilden: Additive hinterlassen komplexe, wellenförmige Muster, die an ein Spinnennetz erinnern. Subtraktionsprozesse haben bei komplexen Formen größere Schwierigkeiten, da die Werkzeuge die schwierigen Stellen nur schwer erreichen.

Diese Unterschiede wirken sich auf den Zeit-, Kosten- und Arbeitsaufwand aus. Es eignet sich am besten für Spezialartikel und Einmal- oder Testmodelle, da additive Fertigung teuer werden kann. Subtraktive Verfahren sind am effizientesten, um viele einfache und stabile Teile herzustellen. Ihre Entscheidung hängt davon ab, was Sie herstellen, wie viel Sie benötigen und wie hoch Ihr Budget ist.

Gängige Methoden der additiven Fertigung

Die additive Fertigung bietet verschiedene Tricks zum Bauen von Dingen:

• Fused Deposition Modeling (FDM): Bei dieser Technologie wird Kunststoff geschmolzen und, ähnlich wie Zuckerguss, extrudiert, um Schichten zu erzeugen. Sie ist kostengünstig und ideal, um neue Ideen auszuprobieren, beispielsweise ein Spielzeugautomodell zu bauen.
• Stereolithographie (SLA): Bei diesem Verfahren wird flüssiges Harz mithilfe eines Lasers zu komplexen Teilen verfestigt. Es eignet sich ideal für kleine, detailreiche Gegenstände, wie zum Beispiel Zahnabdrücke für Zahnärzte.
• Selektives Lasersintern (SLS): Bei diesem Verfahren wird ein Laser verwendet, um pulverförmige Materialien wie Metall oder Kunststoff zu einer festen Form zu sintern. Es wird für robuste Teile wie Maschinenbauteile verwendet.

Diese Verfahren nutzen 3D-Drucker, die Computerplänen folgen. Jedes Verfahren eignet sich am besten für bestimmte Materialien, wie Kunststoff für FDM oder Metall für SLS. FDM ist bei Heimanwendern beliebt, da es kostengünstig ist. SLS wird in Fabriken für stabilere Materialien eingesetzt. Neue 3D-Drucker machen diese Methode immer schneller und angenehmer.

Gängige Methoden der subtraktiven Fertigung

Bei der subtraktiven Fertigung werden Werkzeuge zum Schneiden und Formen von Dingen verwendet:

• CNC-Fräse: Diese Maschine verfügt über ein Harfenwerkzeug zum Schneiden und Ätzen von Metall oder Kunststoff. Sie eignet sich hervorragend für flache oder kastenförmige Formen, wie beispielsweise Teile für ein Computergehäuse.
• Laserschneiden: Ein Laser brennt sich durch dünne Materialien wie Metall- oder Holzplatten und erzeugt saubere Schnitte. Er wird beispielsweise für Schilder oder Autoteile verwendet.
• Drehung: Bei diesem Verfahren wird das Material gedreht, während ein Werkzeug es schneidet, wodurch Klangobjekte wie Rohre entstehen.

Diese Verfahren optimieren oft CNC-gesteuerte Maschinen für präzise Schnitte. Sie verarbeiten verschiedene Materialien, darunter Stahl, Holz und Kunststoff. Die subtraktive Fertigung ist eine hervorragende und zuverlässige Methode zur schnellen und effizienten Herstellung glatter, stabiler Teile. Sie ist in Fabriken beliebt, da sie schnell, zuverlässig und konstant hochwertige Ergebnisse liefert.

Gutes und Schlechtes über die additive Fertigung

Die additive Fertigung hat einige Vorteile, aber auch einige Nachteile:

• Good stuff:
  • Damit lassen sich ganz einfach verrückte Formen erstellen, beispielsweise eine hohle Kugel oder eine mit Mustern im Inneren.
  • Dabei wird nicht viel Material verschwendet, was Ihren Geldbeutel und die Umwelt schont.
  • Es eignet sich perfekt für individuelle Artikel, wie etwa einen speziell für Sie angefertigten Ring oder ein Spezialwerkzeug für einen Arzt.
• Nicht so gute Sachen:
  • Es ist langsam, wenn Sie große Dinge herstellen, wie etwa einen ganzen Stuhl.
  • Da nicht alle Materialien verwendet werden können, ist Ihre Auswahl begrenzt.
  • Hochwertige 3D-Drucker können teuer sein, was sie für kleine Unternehmen zu einer Herausforderung macht.

Diese Methode eignet sich hervorragend, um neue Ideen auszuprobieren, zu testen und einzigartige Produkte zu kreieren. Sie ermöglicht es, ausgefallene Designs zu entwickeln und umzusetzen. Wenn Sie jedoch schnell Tausende von Teilen benötigen, ist dies nicht die beste Option. Kleinere Handwerksbetriebe schätzen die Flexibilität, während große Fabriken sie möglicherweise als zu langsam empfinden.

Gutes und Schlechtes über die subtraktive Fertigung

Die additive Fertigung ist solide, weist jedoch einige Grenzen auf:

• Vorteile:
  • Es werden leistungsstarke und präzise Teile hergestellt, beispielsweise für einen Automotor.
  • Es funktioniert mit einer breiten Palette von Materialien, von Metall bis Kunststoff, und bietet Ihnen zahlreiche Auswahlmöglichkeiten.
  • Es eignet sich hervorragend für die Skalierung: Es geht schnell, wenn Sie eine große Menge desselben Artikels benötigen, beispielsweise Nägel oder Schrauben.
• Nachteile :
  • Es verschwendet Material: Es entsteht Abfall, darunter eine große Menge Metallschrott, dessen Reinigung und Entsorgung zusätzliche Kosten verursachen kann.
  • Die Erstellung ausgefallener Formen kann komplex sein und zusätzliche Schritte erfordern, wenn diese nicht berücksichtigt werden.

Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für große Aufträge, die robuste, stabile und schnelle Teile erfordern. Es ist ideal für Anwendungen wie Brücken oder Autoteile. Für individuelle oder besonders anspruchsvolle Detailarbeiten ist es jedoch nicht ideal, da es sich nicht um das beste Abfallmaterial handelt und zusätzlicher Aufwand erforderlich ist.

Wo sie in der Industrie eingesetzt werden

Beide Methoden werden in Tonnen aller Arten von Orten verwendet:

• Additive Fertigung:
  • Gesundheitswesen: Erstellt individuelle Artikel wie Hüftprothesen oder Armschienen, die optimal zu einer Person passen.
  • Flugzeuge: Entwicklung von Leichtbauteilen, wie beispielsweise Halterungen mit ungewöhnlichen Formen, die den Treibstoffverbrauch bei der Flugzeugherstellung senken.
• Verbrauchsgüter: Erstellen Sie lustige Artikel, wie beispielsweise individuelle Handyhüllen oder Ohrringe, die Sie selbst entwerfen.
• Subtraktive Fertigung:
  • Fahrzeuge: Bauen Sie Teile, wie z. B. robuste Materialien für Motoren oder Getriebe, die Autos am Laufen halten.
• • Gebäude: Stellt große Dinge wie Stahlträger oder Stützformen für Beton her, der Häuser trägt.
  • Elektronik: Erstellt winzige, präzise Teile wie Leiterplatten oder Metallgehäuse für Telefone.

Additive Fertigung eignet sich hervorragend für kleine, individuelle Sonderanfertigungen, bei denen Sie etwas Einzigartiges wünschen. Subtraktive Fertigung eignet sich gut für große, anspruchsvolle und komplexe Aufgaben, die zahlreiche robuste Komponenten erfordern. Zusammen ergeben sie alles, was wir täglich nutzen.

Ein letztes Wort

Letztendlich sind sowohl die additive als auch die subtraktive Fertigung entscheidend für den heutigen Bau von Dingen. Die additive Fertigung ist einzigartig, ideal zum Testen anspruchsvoller Modelle und dank des geringen Materialabfalls perfekt für Testmodelle oder individuelle Einzelstücke. Subtraktive Fertigungsverfahren sind schnell, robust, stabil und zuverlässig in der Teileproduktion und eignen sich daher ideal für die Produktion verschiedenster Artikel, wie beispielsweise Autoteile. Jedes subtraktive Verfahren hat seine eigenen Werkzeuge, Vorteile, Nutzen und Herausforderungen. Sie werden an zahlreichen Orten, beispielsweise in Krankenhäusern und Fabriken, für unterschiedliche Zwecke und zur Lösung unterschiedlicher Probleme eingesetzt.

Die Wahl hängt davon ab, was Sie verdienen, wie viel Geld Sie haben und wofür Sie es benötigen. Da sich Maschinen ständig verbessern, werden beide unsere Fähigkeit, innovative Produkte für die Welt von morgen zu entwickeln, weiter verbessern.