Additive Neufertigung – Bauteile per Laser und 3D-Druck fertigen

Additive Neufertigung – Bauteile per Laser und 3D-Druck fertigen

Jetzt anfragen

Fehlende Originalzeichnungen, eingestellte Serienteile oder außergewöhnliche Bauteilgeometrien stoßen in der klassischen Fertigung schnell an Grenzen. Die additive Neufertigung mittels 3D-Druck stellt solche Bauteile stattdessen schichtweise aus Metall her, rekonstruiert nicht mehr beschaffbare Teile und optimiert ihre Geometrie dort, wo die ursprüngliche Konstruktion an ihre Grenzen kam.

Im Laser-Kompetenzzentrum von capilla entstehen Metallbauteile durch robotergestützte Schweißautomatisierung, die den Werkstoff präzise und reproduzierbar Lage für Lage aufträgt. Da dieser industrielle 3D-Druck ohne bauteilspezifische Formen und Sonderwerkzeuge auskommt, eignet er sich auch für Einzelstücke und Kleinserien, die sich konventionell nicht wirtschaftlich herstellen lassen.

Anwendungsbereiche der additiven Neufertigung

Schichtweiser Materialauftrag

Schichtweiser Materialauftrag

Der Werkstoff wird Schicht für Schicht aufgetragen und verbindet sich metallurgisch mit dem Grundkörper. So entstehen neue Bauteilkonturen direkt aus Metall, ohne formgebundene Werkzeuge.

Nahtlos aufgebaute Geometrien

Nahtlos aufgebaute Geometrien

Jede aufgetragene Schweißraupe bildet die Grundlage für die nächste Schicht. Dadurch wächst das Bauteil kontrolliert bis zur gewünschten Geometrie an.

Wirtschaftlich in Serie

Wirtschaftlich in Serie

Auch große rotationssymmetrische Bauteile lassen sich additiv wirtschaftlich herstellen. Material wird gezielt nur dort aufgebracht, wo es für die Funktion erforderlich ist.

Maßhaltig nachbearbeitet

Maßhaltig nachbearbeitet

Nach dem additiven Aufbau liegt das Bauteil als funktionsgerechtes Rohteil vor. Anschließende spanende Bearbeitung bringt Maß- und Oberflächenqualität auf die geforderte Endkontur.

Wann sich die additive Neufertigung auszahlt

Manche Bauteile sind so stark verschlissen, dass sich eine Instandsetzung wirtschaftlich nicht mehr lohnt. Gleichzeitig sind viele Komponenten seit Jahren abgekündigt, der Hersteller existiert nicht mehr oder Ersatzteile sind über reguläre Beschaffungswege nicht mehr verfügbar.
In solchen Fällen lässt sich das Bauteil über die additive Neufertigung von Grund auf neu herstellen. Die folgenden sechs Punkte zeigen, woraus sich der Nutzen für den Betreiber ergibt.


                                        Ersatzteile auch ohne Zeichnung und Lieferant

Ersatzteile auch ohne Zeichnung und Lieferant

Wenn es für ein Bauteil keine Unterlagen mehr gibt und der Hersteller es nicht mehr liefert, lässt es sich trotzdem nachfertigen. Ein 3D-Scan des vorhandenen Teils liefert die Daten, aus denen die additive Neufertigung das Bauteil neu herstellt. Der Betrieb bleibt damit unabhängig davon, ob ein Originalteil überhaupt noch am Markt ist.


                                        Fertigung ohne teure Formen und Werkzeuge

Fertigung ohne teure Formen und Werkzeuge

Beim Gießen oder Pressen muss zuerst eine Form für das jeweilige Bauteil angefertigt werden, und die lohnt sich erst bei großen Stückzahlen. Beim Metall-3D-Druck trägt ein Schweißroboter den Werkstoff dagegen direkt nach den Konstruktionsdaten auf, ohne dass vorher eine Form gebaut werden muss. Schon ein einzelnes Bauteil lässt sich so wirtschaftlich herstellen.


                                        Schnell verfügbar bei Anlagenstillstand

Schnell verfügbar bei Anlagenstillstand

Steht eine Anlage still und das passende Ersatzteil liegt nicht im Lager, zählt jede Stunde. Da kein Formenbau vorgeschaltet ist, kann das Bauteil im automatisierten Schweißen unmittelbar aus den Daten gefertigt werden. Diese Schweißautomatisierung verkürzt die Wartezeit gegenüber einer Neubestellung mit langer Lieferzeit und reduziert teure Ausfallzeiten.


                                        Sonderanfertigungen und Einzelstücke

Sonderanfertigungen und Einzelstücke

Sonderanfertigungen, Einzelstücke oder an den eigenen Bedarf angepasste Bauteile lassen sich mit der additiven Neufertigung herstellen. Da das Bauteil direkt aus den Konstruktionsdaten im Metall-3D-Druck entsteht, ist auch ein einziges Exemplar machbar, ohne dass sich erst eine hohe Stückzahl rechnen muss.


                                        Bessere Bauteile statt reiner Kopie

Bessere Bauteile statt reiner Kopie

Bei der additiven Neufertigung muss das neue Bauteil dem alten nicht exakt gleichen. Stark belastete Stellen lassen sich verstärken oder aus einem widerstandsfähigeren Werkstoff ausführen. So entsteht nicht nur ein Ersatz, sondern ein Bauteil, das länger hält als das ursprüngliche.


                                        Weniger Materialverlust in der Fertigung

Weniger Materialverlust in der Fertigung

Bei der klassischen Bearbeitung wird ein Bauteil aus einem vollen Materialblock herausgearbeitet, der Rest fällt als Span ab. Die additive Fertigung trägt den Werkstoff nur dort auf, wo er wirklich gebraucht wird. Gerade bei teuren Metallen senkt das den Materialeinsatz spürbar.

Vom 3D-Scan zum fertigen Bauteil

Die additive Neufertigung bei capilla verbindet den industriellen 3D-Druck mit automatisierter Schweißtechnik. Sie beginnt mit dem 3D-Scan des Bauteils und führt über die automatische Bahnberechnung bis zum schichtweisen Aufbau im Metall-3D-Druck, der als lichtbogenbasiertes WAAM-Verfahren (Wire Arc Additive Manufacturing) direkt aus Drahtwerkstoffen fertigt. Die ersten Schritte laufen fest nacheinander ab, beim Materialauftrag selbst kombiniert capilla je nach Aufgabe laserbasierte und klassische Schweißverfahren.

Bauteil per 3D-Scan erfassen

Am Anfang wird das Bauteil mit einem 3D-Scan erfasst, der seine genaue Geometrie digital abbildet. Der Scan macht auch beschädigte oder verschlissene Oberflächen messbar und bildet die Grundlage für die weiteren Schritte.

Schweißbahnen automatisch berechnen

Aus den Scandaten berechnet die eigens entwickelte Software capiCAM-3D im Laser-Kompetenz-Zentrum (LKZ) direkt die optimierten Schweißbahnen. Diese automatisierte Bahnprogrammierung ersetzt das Programmieren von Hand und macht den Materialauftrag von Stück zu Stück wiederholbar.

Bauteil schichtweise aufbauen

Beim Materialauftrag entsteht das Bauteil Lage für Lage. Im Metall-3D-Druck als DED-Arc-Verfahren (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) wird es direkt aus Drahtwerkstoffen gefertigt, ressourcenschonend und durch die gesteuerte Wärmeeinbringung verzugsarm. Mit den speziell entwickelten Massivdrähten von capilla lassen sich Härtewerte von bis zu 70 HRC erreichen.

Verfahren nach Bedarf kombiniert

capilla setzt nicht auf ein einzelnes Verfahren, sondern kombiniert automatisierte und klassische Schweißverfahren je nach Bauteil und Aufgabe. Zur Verfügung stehen laserbasierte Verfahren wie Laserdraht- und Laserpulverschweißen, das Plasma-Multiwire-Schweißen (capiClad MultiWire 3D) mit bis zu 12 kg/h bei 100 Prozent Werkstoffausnutzung sowie WIG-Kalt- und Heißdraht. Welche davon zum Einsatz kommen, richtet sich nach der jeweiligen Anforderung.

Verfahren für die additive Neufertigung

Die additive Neufertigung bei capilla beruht auf automatisierter Schweißtechnik, bei der ein Schweißroboter den Werkstoff nach den berechneten Bahnen aufträgt. Welches Verfahren dabei zum Einsatz kommt, richtet sich nach Bauteil, Werkstoff und geforderter Schicht. Vom feinen Laserauftrag bis zum großflächigen Metall-3D-Druck kombiniert capilla die folgenden Verfahren, statt sich auf eines festzulegen.

Laserauftragschweißen

Ein Laserstrahl schmilzt den Zusatzwerkstoff Lage für Lage auf das Bauteil auf, zugeführt als Draht oder Pulver. Die Wärme bleibt dabei eng begrenzt, sodass dichte, fest haftende Funktionsschichten entstehen. Sie sind verschleiß- und korrosionsbeständig und erlauben auch komplexe Formen.

Laserauftragschweißen

Laserauftragschweißen

Plasma-Multiwire-Schweißen

Das Plasma-Multiwire-Schweißen (capiClad MultiWire 3D) trägt mit mehreren Drähten gleichzeitig sehr große Mengen auf, bis zu 12 kg/h bei 100 Prozent Werkstoffausnutzung. Es ist damit das wirtschaftlichste Verfahren für großflächigen Aufbau und fertigt als WAAM-3D-Druck auch ganze Bauteile aus Draht.

Plasma-Multiwire-Schweißen

Plasma-Multiwire-Schweißen

WIG-Kaltdraht und WIG-Heißdraht

WIG-Kalt- und Heißdraht sind die feinen, gut kontrollierbaren Verfahren für ein gleichmäßiges Schmelzbad. Beim Heißdraht wird der Draht vorgewärmt, das erhöht die Menge und schont das Bauteil. Beide eignen sich für empfindliche oder bereits vorbearbeitete Teile.

WIG-Kaltdraht und WIG-Heißdraht

WIG-Kaltdraht und WIG-Heißdraht

Melden Sie sich bei Fragen:

Wir unterstützen Sie bei der Planung und Umsetzung Ihrer additiven Neufertigung – von der Analyse bis zum fertigen Bauteil.



                                Die passenden Schweißzusätze für additive Anwendungen

Die passenden Schweißzusätze für additive Anwendungen

Der Werkstoff entscheidet bei der additiven Neufertigung maßgeblich über Schichteigenschaften, Haftfestigkeit und Funktionalität. Standardwerkstoffe reichen für anspruchsvolle Anwendungen oft nicht aus.

capilla bietet Zusatzwerkstoffe für additive Fertigungsverfahren – abgestimmt auf Verfahren, Grundwerkstoff und geforderte Bauteileigenschaften.

Zu den Schweißzusätzen

Weitere Lösungen für Instandsetzung und Fertigung

Additive Neufertigung ergänzt klassische Instandsetzungs- und Fertigungsverfahren. Unsere Leistungen greifen ineinander und ermöglichen die gezielte Auswahl des richtigen Ansatzes.

Verschleißschutz & Auftragschweißen

Verschleißschutz & Auftragschweißen

Verschleißschutz & Auftragschweißen

Instandsetzung und Vergütung von Bauteilen zur Erhöhung von Standzeit und Widerstandsfähigkeit.
Für Anwendungen mit hoher mechanischer Belastung und Abrasion.

Mehr erfahren
RetroFit

RetroFit

RetroFit

Bestehende Bauteile gezielt weiterentwickeln und an neue Anforderungen anpassen.
Für bessere Performance, längere Standzeiten und höhere Wirtschaftlichkeit.

Mehr erfahren
Reparaturschweißen

Reparaturschweißen

Reparaturschweißen

Beschädigte oder verschlissene Bauteile instandsetzen und wieder einsatzfähig machen.
Für schnelle Lösungen und reduzierte Stillstandzeiten.

Mehr erfahren
Ersatz- und Verschleißteile

Ersatz- und Verschleißteile

Ersatz- und Verschleißteile

Optimierte Komponenten für stark beanspruchte Anwendungen.
Für geringeren Verschleiß und reduzierte Ausfälle im Betrieb.

Mehr erfahren

Additive Neufertigung im capilla LKZ

Im Laser-Kompetenz-Zentrum bündelt capilla moderne Technologien für additive Fertigung und laserbasierte Bearbeitung.

Hier entstehen Bauteile, die mit klassischen Verfahren nicht herstellbar wären. Prozesse, Materialauftrag und Ergebnisse lassen sich dabei präzise steuern und reproduzieren.

Von der Rekonstruktion ohne Zeichnung bis zur optimierten Serienfertigung – das LKZ ermöglicht Lösungen, die über den Stand der Technik hinausgehen.

Mehr über das capilla LKZ

Häufige Fragen zur additiven Neufertigung

Additive Neufertigung bezeichnet das Herstellen eines Bauteils durch schichtweisen Materialauftrag, statt es aus einem Block herauszuarbeiten oder zu gießen. Der Werkstoff wird Lage für Lage aufgetragen, bis das Bauteil entsteht.

Metall-3D-Druck ist der Oberbegriff für das schichtweise Fertigen von Metallbauteilen. WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) ist eine konkrete Methode davon, bei der ein Lichtbogen den Werkstoff direkt aus Draht aufschmilzt und aufträgt. Der Vorteil liegt in hohen Auftragsraten und guter Materialausnutzung.

capilla setzt WAAM über das Plasma-Multiwire-Verfahren für den wirtschaftlichen Aufbau ganzer Bauteile ein und berät, welches Verfahren für ein Bauteil das richtige ist.

Laserbasierte additive Fertigungsverfahren erreichen sehr hohe Maßgenauigkeiten. Je nach Verfahren und Bauteilgröße liegen die erzielbaren Toleranzen im Bereich von wenigen Zehntelmillimetern. Nacharbeiten durch Schleifen oder Drehen sind bei Bedarf möglich.

Ja. Über einen 3D-Scan des vorhandenen Teils entsteht ein digitales Modell, aus dem sich die Fertigungsdaten ableiten lassen. So lassen sich auch abgekündigte Bauteile nachfertigen, für die weder Zeichnung noch Hersteller verfügbar sind.

capilla übernimmt die digitale Rekonstruktion und die additive Neufertigung aus einer Hand und unterstützt dabei, ein nicht mehr beschaffbares Bauteil wieder verfügbar zu machen.

Beim Metall-3D-Druck wird das Bauteil direkt aus Drahtwerkstoffen aufgebaut, die sich nach Anforderung auswählen lassen. Mit speziell entwickelten Massivdrähten erreicht das Plasma-Multiwire-Verfahren Härtewerte von bis zu 70 HRC, womit sich auch stark beanspruchte Bauteile fertigen lassen.

Sie lohnt sich, wenn ein Bauteil nicht mehr lieferbar ist, in kleiner Stückzahl gebraucht wird oder eine Form hat, die sich klassisch schwer herstellen lässt. Da kein bauteilspezifisches Werkzeug nötig ist, ist schon ein einzelnes Stück wirtschaftlich.

capilla prüft anhand des Bauteils, ob sich die additive Neufertigung im konkreten Fall lohnt, und fertigt es per Metall-3D-Druck direkt aus den Konstruktionsdaten.

Die Maßhaltigkeit entsteht aus der digitalen Prozesskette: Aus dem 3D-Scan berechnet die Software die Schweißbahnen, die ein Schweißroboter automatisiert abfährt. Durch diese Schweißautomatisierung wird jedes Bauteil unter denselben Bedingungen gefertigt und ist reproduzierbar.