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Das Wörterbuch der digitalen Fabrikation

Gerne werden unter den Begriff „3D Drucken“ alle Verfahren subsumiert, die es erlauben, Daten in Objekte zu verwandeln. Dabei gibt es hinsichtlich Technik, Material und Anwendung jede Menge Möglichkeiten. Ein Überblick.
Additive Verfahren Bei additiven Verfahren handelt es sich generell um all jene Verfahren, bei denen ein Gegenstand aus einem bestimmten Material aufgebaut wird.
Siehe →Contour Crafting →Fused Deposition Modelling →Laminated Object Modelling →Laserauftragschweißen →Selektives Laserschmelzen →Selektives Lasersintern (SLS) →Selektives Lasersintern (SLS) →Stereolithografie (SLA); Gegenteil siehe →Fräse und →Subtraktive Verfahren.


Contour Crafting (CC) Mit dem „Contour Crafting“ lassen sich große Bauteile und sogar Häuser herstellen. Der Verfahren ist vergleichbar mit →Fused Deposition Modelling – allerdings ist der Maßstab ein anderer. Statt mit einem →3D-Drucker werden hier die einzelnen Schichten mit Hilfe eines Roboterarms, an dem eine Düse befestigt ist, aufgetragen. Der Vorteil des Roboterarms liegt darin, dass der Arbeitsradius weitaus größer ist als der Arbeitsbereich eines 3D-Druckers. Für dieses Verfahren ist ein schnellbindendes Material notwendig, beispielsweise Beton, damit die Schichten in zeitlich kurzen Abständen aufgetragen werden können. Durch CC werden vorgefertigte Bauteile obsolet, denn das Objekt wird in Gänze vorort hergestellt.
Siehe →Additive Verfahren


CNC-Fräsmaschine CNC bedeutet schlicht „Computerized Numerical Control“. Bei einer CNC-Fräse handelt es sich folglich um eine computergesteuerte Fräse. Auf der Grundlage von Datensätzen wird eine in mehreren Achsen beweglicher Fräskopf so gesteuert, dass sich durch das kontrollierte Entfernen von Material aufwendige dreidimensionale Objekte herstellen lassen. Fünfachsige „Fräszentren“, wie die Maschinen auch genannt werden, sind die gängigsten Modelle. Mittlerweile gibt es bis zu zwölfachsige Fräs- und Drehzentren, die es erlauben, komplexe Produkte aus einem Stück herzustellen. Gegenteil siehe → Additive Verfahren

3D-Drucker Der Begriff 3D-Drucker ist eine allgemeine Bezeichnung für alle Maschinen, mit denen dreidimensionale Objekte auf Grundlage von digitalen Daten hergestellt werden können.
siehe →Additive Verfahren, →Contour Crafting →Fused Deposition Modelling →Laminated Object Modelling →Laserauftragschweißen →Selektives Laserschmelzen →Selektives Lasersintern (SLS) →Stereolithografie (SLA)


Elektrostrahlschmelzen (ESM) ESM ähnelt dem Selektiven Laserschmelzen (siehe →SLM-Verfahren): Metallpulver – keine Kunststoffe oder andere Materialien – wird schichtweise zum gewünschtem Objekt „aufgeschmolzen“.

Fab Lab Ist die Kurzform von „Fabrication Laboratory“ (Fabrikationslabor). „Fab Labs“ sind für jedermann zugängliche Werkstätten, die mit 3D Druckern, Fräsen, Computern und anderen Werkzeugen der Digitalen Fabrikation ausgestattet sind. Das erste „Fab Lab“ gründete 2002 der Physiker und Informatiker Neil Gershenfeld am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston. Gershenfelds Ziel ist es, die neuen, digitalen Herstellungsverfahren und das Wissen über diese Technologien Privatpersonen zugänglich zu machen. Derzeit gibt es weltweit mehr als 300 Fab Labs.

Fräsen Anders als bei additiven Verfahren wird beim Fräsen ein Objekt nicht aufgebaut, sondern die gewünschte Form mit Hilfe eines rotierenden Schneidewerkzeuges aus dem Werkstoff herausgearbeitet. Dabei wird das Werkstück eingespannt und ein Fräskopf entfernt auf der Grundlage digitaler Daten in der gewünschten Form die entsprechende Menge Material. Einen breiten Einsatz findet das Verfahren in industriellen Produktionen. Gefräst werden können Metalle, Kunststoffe, Holz, Beton, Pappen und viele andere Materialien. siehe →Substraktive Verfahren

Fused Deposition Modelling (DFM) Nach dem Prinzip des „Fused Deposition Modelling“ arbeiten derzeit die meisten 3D-Drucker für den Hausgebrauch. Heizdüsen im Druckkopf erwärmen einen schmelzfähigen Kunststoff und tragen das dünne, fadenähnliche Material Schicht für Schicht auf, woraus die programmierte Form entsteht. Der Druckkopf ist in X-, Y- und Z-Achse beweglich. Abhängig von der Anzahl der Düsen des Druckkopfes ist es möglich, unterschiedliche Farben und Materialien in einem Vorgang zu verwenden. Die einzelnen Schichten bleiben nach dem Druck-Prozess sichtbar. FDM hat sich als vergleichsweise preiswerter Herstellungsprozess für kleinformatige Objekte und Prototypen etabliert. siehe →3D-Drucker

Laminated Object Modelling (LOM) Beim „Laminated Object Modelling“ werden hauchdünne Schichten – als Materialen eignen sich Aluminium, Keramik, Kunststoff und Papier – miteinander verklebt. Das Verfahren wird auch „Fotolamier-3D-Druck“ genannt und eignet sich derzeit nur zur Herstellung kleiner bis mittelgroßer Objekte.

Laserauftragschweißen Beim „Laserauftragschweißen“ erfolgt der Oberflächenauftrag mittels Aufschmelzen und dem gleichzeitigen Aufbringen eines nahezu beliebigen Materials. Dieses kann in Pulverform, etwa als Metallpulver, oder in Form von Schweißdraht oder -band vorliegen. Als Wärmequelle dient ein Hochleistungslaser (meist ein Dioden- oder Faserlaser), mit dessen Hilfe das aufgetragene Material verschmolzen wird. Das Verfahren ist ausschließlich für Metall geeignet.

Rapid Prototyping Als „Rapid Prototyping“ wird die maschinelle Herstellung von Musterbauteilen und Modellen aus digitalen Daten bezeichnet. Der Begriff umfasst also sämtliche digitalen Herstellungsverfahren. siehe →3D-Drucker

Selektives Lasersintern (SLS) Unter „selektivem Lasersintern“ versteht man einen Herstellungsprozess, bei dem pulverisierter Kunststoff unter hohem Druck erhitzt wird. Das Endprodukt wird also gleichsam Schicht für Schicht „gebacken“. Eine im Verhältnis zum fabrizierten Objekt große Menge Kunststoffpulver befindet sich auf einer in der Y-Achse bewegliche Trägerplatte. Ein digital gesteuerter Laser verfestigt nach den programmierten Vorgaben das Pulver. Um eine weitere Schicht zu verhärten, bewegt sich die Trägerplatte um wenige Millimeter nach unten und ein Rakel verstreicht das Pulver zu einer ebenen Fläche, so dass der Laser eine weitere Schicht verhärten kann. Auf diese Weise entsteht aus dem Pulverbett Schicht für Schicht das Objekt. Es eigenen sich auch Materialien wie Gips, Keramik und metallische Stoffe für dieses Verfahren. Die mittels SLS produzierten Bauteile sind relativ stabil und präzise. SLS wird in unterschiedlichen Bereichen angewendet, beispielsweise zur Herstellung von Zahnersatz aus Keramik oder von Teilen für den Automobilbau. Der Herstellungsprozess selbst ähnelt jenem der →Stereolithografie. siehe auch: →Selektives Laserschmelzen (SLM)

Selektives Laserschmelzen (SLM) Beim „selektiven Laserschmelzen“ wird Kunststoffpulver Schicht für Schicht miteinander verschmolzen. Durch das Aufschmelzen der einzelnen Schichten werden Lufteinschlüsse vermieden. Das macht das Endprodukt fester und widerstandsfähiger, als Objekte, die durch →Selektives Lasersintern hergestellt wurden.

Stereolithografie (SLA) Die „Stereolithografie“ zählt zu den additiven Verfahren, bei denen das Objekt schichtweise aufgebaut wird. Hierfür wird auf einer gerasterten Platte flüssiger. lichthärtender Kunststoff aufgetragen. Ein UV-Laser verbindet und härtet die entsprechenden – von Daten bestimmten – Objektstellen. Danach fährt die Rasterplatte um wenige Millimeter hinunter in ein Bad aus flüssigem Kunststoff. Der Laser härtet eine weitere Schicht aus. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt , bis das Objekt seine vorgesehene Form erreicht hat. Danach wird das Objekt in einem UV-Schrank ausgehärtet. Das Verfahren ist äußerst präzise und eignet sich deswegen auch für Anwendungen im medizinischen und industriellen Bereich. Allerdings kann, je nach Größe und Komplexität des Objektes, die Produktion Stunden oder gar Tage in Anspruch nehmen. siehe →Selekives Laserschmelzen und →Selektives Lasersintern

Subtraktive Verfahren Bei „subtraktiven Verfahren“ handelt es sich generell um all jene Verfahren, bei denen die gewünschte Form nicht durch Hinzufügen, sondern durch Entfernen von Material herausgearbeitet wird, beispielsweise durch Hobeln oder Fräsen. siehe→Fräsen; Gegenteil siehe →Additive Verfahren
News & Stories › 2014 › September
Das Wörterbuch der digitalen Fabrikation
8. September 2014
Gerne werden unter den Begriff „3D Drucken“ alle Verfahren subsumiert, die es erlauben, Daten in Objekte zu verwandeln. Dabei gibt es hinsichtlich Technik, Material und Anwendung jede Menge Möglichkeiten. Ein Überblick.
Additive Verfahren Bei additiven Verfahren handelt es sich generell um all jene Verfahren, bei denen ein Gegenstand aus einem bestimmten Material aufgebaut wird.
Siehe →Contour Crafting →Fused Deposition Modelling →Laminated Object Modelling →Laserauftragschweißen →Selektives Laserschmelzen →Selektives Lasersintern (SLS) →Selektives Lasersintern (SLS) →Stereolithografie (SLA); Gegenteil siehe →Fräse und →Subtraktive Verfahren.


Contour Crafting (CC) Mit dem „Contour Crafting“ lassen sich große Bauteile und sogar Häuser herstellen. Der Verfahren ist vergleichbar mit →Fused Deposition Modelling – allerdings ist der Maßstab ein anderer. Statt mit einem →3D-Drucker werden hier die einzelnen Schichten mit Hilfe eines Roboterarms, an dem eine Düse befestigt ist, aufgetragen. Der Vorteil des Roboterarms liegt darin, dass der Arbeitsradius weitaus größer ist als der Arbeitsbereich eines 3D-Druckers. Für dieses Verfahren ist ein schnellbindendes Material notwendig, beispielsweise Beton, damit die Schichten in zeitlich kurzen Abständen aufgetragen werden können. Durch CC werden vorgefertigte Bauteile obsolet, denn das Objekt wird in Gänze vorort hergestellt.
Siehe →Additive Verfahren


CNC-Fräsmaschine CNC bedeutet schlicht „Computerized Numerical Control“. Bei einer CNC-Fräse handelt es sich folglich um eine computergesteuerte Fräse. Auf der Grundlage von Datensätzen wird eine in mehreren Achsen beweglicher Fräskopf so gesteuert, dass sich durch das kontrollierte Entfernen von Material aufwendige dreidimensionale Objekte herstellen lassen. Fünfachsige „Fräszentren“, wie die Maschinen auch genannt werden, sind die gängigsten Modelle. Mittlerweile gibt es bis zu zwölfachsige Fräs- und Drehzentren, die es erlauben, komplexe Produkte aus einem Stück herzustellen. Gegenteil siehe → Additive Verfahren

3D-Drucker Der Begriff 3D-Drucker ist eine allgemeine Bezeichnung für alle Maschinen, mit denen dreidimensionale Objekte auf Grundlage von digitalen Daten hergestellt werden können.
siehe →Additive Verfahren, →Contour Crafting →Fused Deposition Modelling →Laminated Object Modelling →Laserauftragschweißen →Selektives Laserschmelzen →Selektives Lasersintern (SLS) →Stereolithografie (SLA)


Elektrostrahlschmelzen (ESM) ESM ähnelt dem Selektiven Laserschmelzen (siehe →SLM-Verfahren): Metallpulver – keine Kunststoffe oder andere Materialien – wird schichtweise zum gewünschtem Objekt „aufgeschmolzen“.

Fab Lab Ist die Kurzform von „Fabrication Laboratory“ (Fabrikationslabor). „Fab Labs“ sind für jedermann zugängliche Werkstätten, die mit 3D Druckern, Fräsen, Computern und anderen Werkzeugen der Digitalen Fabrikation ausgestattet sind. Das erste „Fab Lab“ gründete 2002 der Physiker und Informatiker Neil Gershenfeld am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston. Gershenfelds Ziel ist es, die neuen, digitalen Herstellungsverfahren und das Wissen über diese Technologien Privatpersonen zugänglich zu machen. Derzeit gibt es weltweit mehr als 300 Fab Labs.

Fräsen Anders als bei additiven Verfahren wird beim Fräsen ein Objekt nicht aufgebaut, sondern die gewünschte Form mit Hilfe eines rotierenden Schneidewerkzeuges aus dem Werkstoff herausgearbeitet. Dabei wird das Werkstück eingespannt und ein Fräskopf entfernt auf der Grundlage digitaler Daten in der gewünschten Form die entsprechende Menge Material. Einen breiten Einsatz findet das Verfahren in industriellen Produktionen. Gefräst werden können Metalle, Kunststoffe, Holz, Beton, Pappen und viele andere Materialien. siehe →Substraktive Verfahren

Fused Deposition Modelling (DFM) Nach dem Prinzip des „Fused Deposition Modelling“ arbeiten derzeit die meisten 3D-Drucker für den Hausgebrauch. Heizdüsen im Druckkopf erwärmen einen schmelzfähigen Kunststoff und tragen das dünne, fadenähnliche Material Schicht für Schicht auf, woraus die programmierte Form entsteht. Der Druckkopf ist in X-, Y- und Z-Achse beweglich. Abhängig von der Anzahl der Düsen des Druckkopfes ist es möglich, unterschiedliche Farben und Materialien in einem Vorgang zu verwenden. Die einzelnen Schichten bleiben nach dem Druck-Prozess sichtbar. FDM hat sich als vergleichsweise preiswerter Herstellungsprozess für kleinformatige Objekte und Prototypen etabliert. siehe →3D-Drucker

Laminated Object Modelling (LOM) Beim „Laminated Object Modelling“ werden hauchdünne Schichten – als Materialen eignen sich Aluminium, Keramik, Kunststoff und Papier – miteinander verklebt. Das Verfahren wird auch „Fotolamier-3D-Druck“ genannt und eignet sich derzeit nur zur Herstellung kleiner bis mittelgroßer Objekte.

Laserauftragschweißen Beim „Laserauftragschweißen“ erfolgt der Oberflächenauftrag mittels Aufschmelzen und dem gleichzeitigen Aufbringen eines nahezu beliebigen Materials. Dieses kann in Pulverform, etwa als Metallpulver, oder in Form von Schweißdraht oder -band vorliegen. Als Wärmequelle dient ein Hochleistungslaser (meist ein Dioden- oder Faserlaser), mit dessen Hilfe das aufgetragene Material verschmolzen wird. Das Verfahren ist ausschließlich für Metall geeignet.

Rapid Prototyping Als „Rapid Prototyping“ wird die maschinelle Herstellung von Musterbauteilen und Modellen aus digitalen Daten bezeichnet. Der Begriff umfasst also sämtliche digitalen Herstellungsverfahren. siehe →3D-Drucker

Selektives Lasersintern (SLS) Unter „selektivem Lasersintern“ versteht man einen Herstellungsprozess, bei dem pulverisierter Kunststoff unter hohem Druck erhitzt wird. Das Endprodukt wird also gleichsam Schicht für Schicht „gebacken“. Eine im Verhältnis zum fabrizierten Objekt große Menge Kunststoffpulver befindet sich auf einer in der Y-Achse bewegliche Trägerplatte. Ein digital gesteuerter Laser verfestigt nach den programmierten Vorgaben das Pulver. Um eine weitere Schicht zu verhärten, bewegt sich die Trägerplatte um wenige Millimeter nach unten und ein Rakel verstreicht das Pulver zu einer ebenen Fläche, so dass der Laser eine weitere Schicht verhärten kann. Auf diese Weise entsteht aus dem Pulverbett Schicht für Schicht das Objekt. Es eigenen sich auch Materialien wie Gips, Keramik und metallische Stoffe für dieses Verfahren. Die mittels SLS produzierten Bauteile sind relativ stabil und präzise. SLS wird in unterschiedlichen Bereichen angewendet, beispielsweise zur Herstellung von Zahnersatz aus Keramik oder von Teilen für den Automobilbau. Der Herstellungsprozess selbst ähnelt jenem der →Stereolithografie. siehe auch: →Selektives Laserschmelzen (SLM)

Selektives Laserschmelzen (SLM) Beim „selektiven Laserschmelzen“ wird Kunststoffpulver Schicht für Schicht miteinander verschmolzen. Durch das Aufschmelzen der einzelnen Schichten werden Lufteinschlüsse vermieden. Das macht das Endprodukt fester und widerstandsfähiger, als Objekte, die durch →Selektives Lasersintern hergestellt wurden.

Stereolithografie (SLA) Die „Stereolithografie“ zählt zu den additiven Verfahren, bei denen das Objekt schichtweise aufgebaut wird. Hierfür wird auf einer gerasterten Platte flüssiger. lichthärtender Kunststoff aufgetragen. Ein UV-Laser verbindet und härtet die entsprechenden – von Daten bestimmten – Objektstellen. Danach fährt die Rasterplatte um wenige Millimeter hinunter in ein Bad aus flüssigem Kunststoff. Der Laser härtet eine weitere Schicht aus. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt , bis das Objekt seine vorgesehene Form erreicht hat. Danach wird das Objekt in einem UV-Schrank ausgehärtet. Das Verfahren ist äußerst präzise und eignet sich deswegen auch für Anwendungen im medizinischen und industriellen Bereich. Allerdings kann, je nach Größe und Komplexität des Objektes, die Produktion Stunden oder gar Tage in Anspruch nehmen. siehe →Selekives Laserschmelzen und →Selektives Lasersintern

Subtraktive Verfahren Bei „subtraktiven Verfahren“ handelt es sich generell um all jene Verfahren, bei denen die gewünschte Form nicht durch Hinzufügen, sondern durch Entfernen von Material herausgearbeitet wird, beispielsweise durch Hobeln oder Fräsen. siehe→Fräsen; Gegenteil siehe →Additive Verfahren