Begriffe im Bereich Rapid-Technologien

Die rasante und vielschichtige Entwicklung der Rapid-Technologien hat zu einer Vielzahl von verschiedenen und zum Teil widersprüchlichen Begrifflichkeiten geführt. Im Allgemeinen fällt es deshalb zu Beginn nicht einfach sich in diesem jungen und höchst innovativen Bereich der Fertigungsverfahren zu Recht zu finden. Das Fehlen einer ordnenden Norm verstärkt diesen Sachverhalt.

"Generative Verfahren" fungiert als Überbegriff und schliesst alle Technologien ein, die die schnelle, schichtweise Fertigung von Bauteilen zur Grundlage haben. Als Synonym wird oft der Begriff "Rapid Technologien" verwendet, obwohl diese Bezeichnung eigentlich eine weiter gefasste Definition von Fertigungstechnologien darstellt, da hier auch andere, nicht generativ arbeitende, Hochgeschwindigkeitsverfahren wie z.B. High Speed Cutting (HSC) eingeschlossen werden.

Die einzelnen Verfahrensprinzipien lassen sich in die unter Rapid-Technologien aufgeführten Klassen einordnen:

• UV-Aushärtung: Diese Verfahren verwenden ultraviolette Lichtstrahlung zur Verfestigung einzelner Bereiche und Schichten. Das bekannteste und älteste generative Fertigungsverfahren, die Stereolithographie (SLA), arbeitet nach diesem Prinzip. Unter Stereolithographie versteht man die generative Herstellung von Kunststoffbauteilen mittels lokal induzierter Copolymerisation. D.h. die zu fertigenden Bauteile werden durch die örtlich begrenzte Vernetzung und Aushärtungen eines flüssigen Photopolymers aufgebaut.
  
  
• Selektives Sintern: Die Herstellung von Bauteilen durch lokales Aufmelzen von Metall- oder Kunstoffpulver verbirgt sich hinter der Bezeichnung Selektives Sintern. Die Verbindung der Pulverelemente wird dabei aufgrund von Sinter- bzw. Schmelzvorgängen erreicht. Eine Unterscheidung zwischen den beiden Wirkprinzipien ist oft sehr schwierig und daher ist der Begriff "Sintern" hier mehr als Oberbegriff zu sehen. Die weitere Unterteilung des Verfahrensprinzips wird nach der Art des Prozesses (indirekt oder direkt) sowie nach der Form der Energiequelle (Laser oder Elektronenstrahler) vorgenommen.
  
  
• Laminieren: Durch die schichtweise Verklebung konturierter Papier- oder Folienlagen werden dreidimensionale Bauteile erzeugt.
  
  
• Extrudieren: Werden Bauteile durch das schichtweise Aufbringen von verflüssigtem bzw. aufgeweichtem Material mit Hilfe entsprechenden Düsen angefertigt, so spricht man im Allgemeinem von einem Extrusionsverfahren. Durch die anschließende Erkaltung bzw. Trocknung der aufgebrachten Schichten erhält das Bauteil seine Stabilität.
  
  
• 3D-Printing: Mit 3D-Printing wird eine Technologie beschrieben, deren Wirkungsweise stark an das klassischen Drucken erinnert. Es handelt sich hierbei um die selektive Einbringung von Binderchemikalien in eine Pulverschicht mittels eines sog. Druckkopfes. Die dadurch ausgelöste chemische Reaktion zwischen Binder und Pulver fÜhrt zu einer örtlichen Verfestigung der Schichten und ermöglicht so die Erzeugung eines Volumenbauteils.
  
  
• Kombinierte Verfahren: In diese Verfahrensgruppe werden die Kombinationen von generativen und spanenden Fertigungstechnologien in einer Anlage eingeordnet. Meist wird hierbei versucht die jeweiligen Nachteile des einen Verfahrens durch die Vorteile des anderen zu substituieren.

Detaillierte Beschreibungen der einzelnen Verfahren erhalten Sie unter Rapid Technologien.

Neben den übergeordneten Begriffen zur Strukturierung der einzelnen Technologien und Verfahren, hat sich auch auch eine parallele Einteilung nach der Verwendungsart des generativ erzeugten Bauteils herausgebildet:

• Rapid Prototyping (RP): Unter Rapid Prototyping versteht man im Sinne der Produktionstechnik die Herstellung von Muster- oder Prototypenbauteilen durch generative Verfahren. Diese Bezeichnung wird oft auch als Überbegriff für die schichtweise Herstellung von Bauteilen verwendet, weil es den ursprünglichen Anwendungsfall darstellt. Bereits seit Mitte der 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts etablierten sich entsprechende Verfahren in der Industrie, vor allem die Stereolithographie, und dies führte zu einem großen Bekanntheitsgrad des Begriffs Rapid Prototyping und zu dessen synonymhaften Verwendung als Oberbegriff für alle generativen Verfahren.
  
  
• Rapid Tooling (RT): Die generative Herstellung von Werkzeugen für später folgende urformende und umformende Fertigungsverfahren bezeichnet man auch als Rapid Tooling.
  
  
• Rapid Manufacturing (RM): Werden mit schichtweise aufbauenden Verfahren Bauteile oder Kleinserien erzeugt, welche als marktfähige Produkte an den Kunden weitergegeben werden können, so spricht man vom Rapid Manufacturing. Dieser noch sehr junge Teilbereich der Rapid Technologien bietet sich als kostengünstige Alternative bei komplexen Bauteilen und sehr kleinen Stückzahlen an.

Parallel zu den beschriebenen Oberbegriffen existiert eine Vielzahl von Verfahrensbezeichnungen und synonymhaften Ausdrücken. Dies entstammt der Ursache, das sich die Hersteller der verschiedenen Aplikationen oft durch die Schaffung eigener Bezeichnungen und der Sicherung der Namensrechte profilieren und vom Wettbewerber abheben wollen. Der noch sehr differenzierte Markt im jungen Bereich der generativen Verfahren hat hier noch keine Selektion vorgenommen und so existieren eine Vielzahl von Begriffen für ähnliche Verfahren parallel nebeneinander weiter.