Die Investition in einen 3D-Metalldrucker bringt Ihrem Unternehmen zahlreiche Vorteile. Damit lassen sich hochkomplexe Werkstücke mit ausgezeichneten strukturellen Eigenschaften produzieren. Gleichzeitig sind die Designs einzigartig. Wie zahlreiche Unternehmen jedoch festgestellt haben, ist die Benutzung eines 3D-Druckers eine teure Angelegenheit. Die Fertigung von Werkstücken mittels selektivem Laserschmelzen (Selective Laser Melting – LSM) oder selektivem Lasersintern (Direct Metal Laser Sintering – DMLS) ist zeit- und energieintensiv. Und im Gegensatz zu anderen Techniken der Massenproduktion führt bei der additiven Fertigung eine höhere Stückzahl zu keiner signifikanten Preisreduktion: Gelingt es jedoch die Zahl der Einzelteile pro Build Job (Build Tray) zu maximieren, so lassen sich die Gesamtproduktionskosten der Werkstücke zumindest zu einem gewissen Ausmaß reduzieren.
Wie können Sie demnach Ihre 3D-Metalldruckprozesse optieren und Ihre Kosten senken? Dafür gibt es drei Ansätze.
Hauptkostenverursacher beim 3D-Metalldruck
Die Herstellungskosten für einen 3D-gedruckten Metallteil hängen sehr stark von dessen Design ab.
Basierend auf dieser Tatsache gibt die nachfolgende Tabelle aus 3D Hubs einen Überblick über die Hauptkosten für den Druck einer „Standard“-Bauplatte mit 6 bis 12 Stücken:
| 3D-Druck | Materialkosten | 149 Euro | 8,05 % |
| Kosten DMLS/SLM | 318 Euro | 17,24 % | |
| Nachbearbeitung | Spannungsentlastung | 58 Euro | 3,16 % |
| Entfernung Teile/Stützen | 127 Euro | 6,90% | |
| Thermische Behandlung/HIP | 133 Euro | 7,18 % | |
| CNC-Bearbeitung | 1.062 Euro | 57,47 % | |
| Gesamt | 1.847 Euro | 100,00 % |
Aus der Tabelle wird ersichtlich, dass speziell zwei Bereiche für die hohen Kosten beim 3D-Metalldruck verantwortlich sind:
CNC-Bearbeitung
Werkstücke, die mittels 3D-Metalldruck gefertigt werden, müssen nachbearbeitet werden. Das kann zwischen einigen Stunden und mehreren Tagen dauern.
DMLS/SLM-Kosten
Diese beziehen sich auf die Kosten für die Maschine, die üblicherweise mit einem Stundensatz berechnet werden. Je mehr Zeit die Abarbeitung des 3D-Druckauftrags benötigt, desto höher sind die Kosten für die Maschinennutzung. Addiert man dazu den benötigten Energiepreis für den 3D-Druck, ergeben sich daraus die DMLS/SLM-Kosten.
Erfahren Sie mehr: Kosten beim 3D-Metalldruck
Wie Sie Ihre Kosten für den 3D-Metalldruck reduzieren
Die gute Nachricht: Die Hauptkosten lassen sich reduzieren – und zwar folgendermaßen:
Reduktion der maschinellen Kosten beim 3D-Metalldruck
Die beste Methode zur Senkung der Betriebskosten Ihrer DMLS- oder SLM-Maschine liegt in der Verringerung der Zeit, die für den 3D-Druck des Werkstücks benötigt wird. Mit moderner 3D-Metalldrucksoftware lässt sich die Produktivität signifikant steigern. Dabei optimieren Automatisierungsfeatures Ihren Time-to-Print. Ein Beispiel für diese Art der Automatisierung kommt aus der Zahntechnik. Natürlich haben patientenspezifische dritte Zähne allesamt eine eigene Form, die zugrundeliegende Geometrie folgt jedoch immer dem gleichen Typus. Somit lassen sich Orientierung, Platzierung, die Generierung von Stützstrukturen sowie Slicing/Hatching in einem hohen Maß automatisieren. Das führt dazu, dass sich der tatsächliche User-Aufwand auf ein paar Minuten pro Build-Job beschränkt, selbst wenn keine zwei Zähne ident sind.
Reduktion der CNC-Nachbearbeitungskosten beim 3D-Metalldruck
CNC-Bearbeitungskosten stellen bei weitem den größten Kostenanteil bei einem 3D-Metallstück dar. Schließlich braucht es softwaregesteuerte Maschinen und Zerspanungstechniker, um ein „rohes“ 3D-gedrucktes Werkstück in ein poliertes sowie einsatzbereites Teil zu verwandeln.
Die meisten 3D-gedruckten Werkstücke kommen mit Stützstrukturen aus dem Gerät. Für die strukturelle Entfernung dieser Elemente benötigen erfahrene Mitarbeiter mehrere Stunden. Die Kombination aus Technologie, benötigten Mannstunden und Energie macht das zum teuersten Prozessschritt.
Es zahlt sich somit aus, für die Reduktion des Zeitaufwands der CNC-Nachbearbeitung auf modernste Techniken zurückzugreifen. So weist beispielsweise die Forschung darauf hin, dass die Verwendung von säurelöslichen Stützen die Nachbearbeitung eines 3D-Metallwerkstücks von Tagen auf wenige Stunden verkürzen kann. Diese Art der Stützenentfernung ist in modernen SLM-Editiersoftwareprodukten bereits berücksichtigt.
Bleiben Sie am Ball: Vor- und Nachteile des Metalldrucks
Die Datenvorbereitung als ergiebiger Optimierungshebel
Es gibt auch noch einen dritten Ansatz, um die Druckkosten zu minimieren, auf den vielfach vergessen wird: die Datenvorbereitung. Die Umwandlung einer CAD-Datei in ein 3D-Druckformat erfordert üblicherweise Zeit und Expertise. Hochspezialisierte und entsprechend entlohnte Ingenieure benötigen in der Regel mehrere Stunden, um die Dateien vorzubereiten, zu testen sowie sicherzustellen, dass die erstellten Datenmodelle tatsächlich druckbar sind.
Hier kann eine 3D-Editiersoftware gewaltig sparen helfen – insbesondere, wenn sie einfach handhabbar ist, über gute Automatisierungseigenschaften verfügt und Routinearbeiten des Users übernimmt. Beispiele dafür sind eingebaute Machine Libraries und vordefinierte Stützstrukturen. Eine gute Software kann vollautomatisch hochpräzise Maschinendateien generieren, womit sich bis zu 75 % der Vorbereitungszeit einsparen lässt. Das bedeutet: Nimmt die Vorbereitung eines Druckauftrags normalerweise einen halben Tag in Anspruch, lässt sich dieser Zeitaufwand dank Automatisierung auf weniger als eine Stunde verkürzen. Damit sparen Sie wieder ein paar hundert Euro bei Ihren 3D-gedruckten Teilen.
Mit einem Wort, Ihr Unternehmen wird produktiver, weil jetzt im gleichen Zeitraum mehr Designs produziert, getestet und gedruckt werden können.
Mehr Produktivität beim 3D-Metalldruck
Bis dato erwies sich die Kostenfrage immer als Wachstumshürde beim 3D-Metalldruck. Konnte ein Unternehmen die Kosten für die Produktion der Teile nicht wirtschaftlich rechtfertigen, so erschien die Anschaffung eines Druckers als nicht lohnend. Findet man jedoch Wege und Mittel, um die Maschinenkosten sowie den Aufwand für die CNC-Nachbereitung und die Datenvorbereitung zu reduzieren, so kann man die Kosten für jedes gefertigte Teil senken – und den ROI deutlich steigern.
CADS Additive verfolgt seit jeher die Mission, die softwaretechnischen Weichen für einen kostenoptimierten 3D-Metalldruck zu stellen. Dazu bietet das Unternehmen modernste 3D-Metalldrucksoftware für SLM mit einer intuitiven Benutzeroberfläche. Damit lassen sich viele Tätigkeiten automatisieren, für die zuvor viele Mannstunden von Fachkräften benötigt wurden.
Und falls Sie „bloßen“ Worten keinen allzu großen Glauben schenken – Sie können CADS Additive auf designairspace auch gratis testen. Bei etwaigen Fragen teilen unsere Experten gerne ihre Expertise mit Ihnen: Ganz egal, ob Sie eine Zweitmeinung benötigen oder ob Sie wissen wollen, welche Erfahrungen Unternehmen, die mit Ihrem vergleichbar sind, mit dem Thema 3D-Druck machten.