Als die additive Fertigung (AM) aufkam, versprach sie, Designfreiheit zu ermöglichen und Unternehmen dabei zu helfen, neue Höhen der Innovation zu erreichen. Ingenieure wären in der Lage, jedes Teil herzustellen, das sie entwerfen könnten, egal wie komplex es ist. Mehr als bei jeder anderen AM-Technologie waren die Erwartungen und Versprechungen von Metall-AM am höchsten. Dieses Versprechen wurde jedoch gebrochen und Metal AM blieb hinter den Erwartungen zurück. Anstelle von Designfreiheit sahen sich die Ingenieure mit Designeinschränkungen konfrontiert und waren gezwungen, die Einschränkungen herkömmlicher AM-Systeme einzuhalten. In der Zwischenzeit haben die meisten Anbieter von AM-Technologie den Ingenieuren die Last auferlegt, deren Grenzen zu umgehen, anstatt AM-Lösungen zu entwickeln, die das ursprüngliche Versprechen erfüllen könnten. Dies wurde durch die Einführung von Design for Additive Manufacturing (DfAM) als Anforderung für Gebäudeteile erreicht.
Alle Ingenieure haben ein tiefes Verständnis für den kritischen Wert von DfX – X kann Herstellung, Service, Kosten, Veralterung, Zuverlässigkeit oder eine andere Anforderung sein. X steht für die reale Welt. Ingenieure können nicht nur für die Funktion entwerfen – sie müssen für die Herausforderungen der Realität entwerfen. Nur dann können diese Entwürfe in der realen Welt mit all ihren Unvollkommenheiten und praktischen Einschränkungen umgesetzt werden. Das Wissen, wie man DfX in ihre Designs einbettet, unterscheidet die Ingenieure von den Amateuren.
Das AM in DfAM ist jedoch nicht nur eine weitere Variable des X in DfX, und wir müssen darauf achten, die beiden nicht zu verwechseln. AM-Einschränkungen dürfen nicht mit „nur einem weiteren Aspekt des wirklichen Lebens“ verwechselt werden. AM ist eine begrenzte Fertigungstechnologie, sie hat eine inhärent hohe Kostenstruktur, sie hat eine viel geringere Genauigkeit als die maschinelle Bearbeitung, sie erzeugt Oberflächen von geringerer Qualität und es ist nicht trivial, ihre Materialeigenschaften zu qualifizieren. Der einzige Grund für die Verwendung von AM ist, dass es ein beispielloses Maß an Designfreiheit ermöglicht. Aber damit sich AM etablieren und seine Akzeptanz erweitern sowie sein ursprüngliches Versprechen einlösen kann, muss die Designfreiheit, die es bietet, mit keiner anderen Fertigungstechnologie vergleichbar sein.
Es ist naiv und egozentrisch, die Einschränkungen der CNC-Bearbeitung durch eine Reihe neuer geometrischer Einschränkungen zu ersetzen und zu erwarten, dass Ingenieure ihre Vorstellungskraft auf diese neuen Einschränkungen ausrichten. AM muss zeigen, wie es einen massiven Mehrwert bietet, bevor es erwarten kann, dass Ingenieure gemäß seinen Grenzen entwerfen.
Zu den Kompromissen, die DfAM einführt, gehören das Hinzufügen von Stützstrukturen, das Ändern von Geometrien und das Vornehmen anderer Modifikationen, die die Einschränkungen von AM erfüllen, damit das Teil hergestellt werden kann. Diese Kompromisse wirken sich nicht nur auf die Herstellung des Teils aus, sie verändern die Leistung, beeinträchtigen die Zuverlässigkeit und erfordern eine übermäßige Nachbearbeitung. Am wichtigsten ist, dass DfAM, wie wir es kennen, die Designabsicht der Ingenieure, die die Teile bauen, beeinträchtigt.
AM, insbesondere das Laser-Pulverbettschmelzen, kann außergewöhnliche Leistungsvorteile für die Teile bieten, die für die Herstellung verwendet werden. DfAM teilt den Ingenieuren jedoch mit, dass sie zur Übernahme der neuen Technologie auch eine neue Designmethodik anwenden müssen, um die Einschränkungen der meisten AM-Technologien zu überwinden. Für die meisten Ingenieure ist dies ein Nichtstarter. In den Worten von Joris Peels bei 3Dprint.com, DfAM ist so, als würde man Leute dazu bringen, Italienisch zu lernen, bevor sie Pizza essen können.
DFM ist unerlässlich, sollte aber nicht mit DfAM verwechselt werden. Sie möchten nicht, dass Ingenieure Teile in einem Vakuum entwerfen. Selbst wenn es sich um großartige Ideen handelt, werden sie in der realen Welt eher scheitern. Aber damit AM seine Reife erreicht und seine adressierbaren Anwendungsfälle erweitert, müssen wir die Designfreiheit freisetzen, anstatt sie durch DfAM einzuschränken.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am 3Dprint.com.
