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Hybridfertigung: Die Kombination aus Metall-3D-Druck und CNC-Bearbeitung
In vielen industriellen Anwendungen werden die Vorteile beider Technologien miteinander kombiniert. Dabei wird ein Bauteil zunächst additiv gefertigt und anschliessend durch spanende Bearbeitung fertiggestellt. Der Metall-3D-Druck ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien, innenliegender Kanäle, Leichtbaustrukturen, funktionsintegrierter oder individuell abgestimmter Bauteile. Anschliessend werden kritische Bereiche wie Passflächen, Gewinde, Lagerstellen oder Dichtflächen durch CNC-Fräsen auf die erforderliche Präzision gebracht. Dieses Vorgehen verbindet die hohe Designfreiheit der additiven Fertigung mit der Präzision und Oberflächenqualität der spanenden Bearbeitung.
Typische Einsatzbereiche der Hybridfertigung
Werkzeugbau
Werkzeugeinsätze mit konturnaher Kühlung werden additiv gefertigt, während Funktionsflächen und Passungen nachträglich gefräst werden. Dadurch lassen sich Kühlzeiten reduzieren und die Produktivität steigern.
Luft- und Raumfahrt
Gewichtoptimierte Strukturbauteile werden im Metall-3D-Druck hergestellt und anschliessend an sicherheitsrelevanten Bereichen spanend bearbeitet.
Medizintechnik und Dentaltechnik
Patientenspezifische Implantate, Kronen oder Brückengerüste entstehen additiv. Präzisionsflächen werden anschliessend bearbeitet oder poliert, um die geforderte Passgenauigkeit und Oberflächenqualität zu erreichen.
Maschinenbau
Komplexe Vorrichtungen, Greifer oder Sonderwerkzeuge können additiv gefertigt und anschliessend an funktionalen Bereichen präzise nachbearbeitet werden.
Wann lohnt sich die Hybridfertigung?
Die Hybridfertigung eignet sich besonders dann, wenn komplexe Geometrien mit hohen Anforderungen an Präzision und Oberflächenqualität kombiniert werden müssen. Typische Beispiele sind Bauteile mit innenliegenden Kühlkanälen, Leichtbaustrukturen oder funktionsintegrierten Komponenten, bei denen gleichzeitig präzise Passungen, Gewinde oder Dichtflächen erforderlich sind. Je grösser die konstruktiven Vorteile des Metall-3D-Drucks und je kleiner die nachzubearbeitenden Bereiche sind, desto wirtschaftlicher kann die Hybridfertigung sein.
Praxisbeispiel: Werkzeugeinsatz mit konturnaher Kühlung
Ein klassischer Werkzeugeinsatz wird häufig vollständig gefräst. Sollen jedoch Kühlkanäle direkt entlang der Bauteilgeometrie verlaufen, stösst die CNC-Bearbeitung oft an ihre Grenzen. Mithilfe des Metall-3D-Drucks lassen sich solche Kühlkanäle direkt im Bauteil integrieren. Nach dem Druck werden die relevanten Passflächen und Funktionsbereiche präzise gefräst. Das Ergebnis: eine effiziente Kühlung, kürzere Zykluszeiten und gleichzeitig die erforderliche Präzision für den späteren Einsatz im Spritzgusswerkzeug.
Vorteile der Hybridfertigung
- Kombination aus Designfreiheit und Präzision
- Komplexe Geometrien mit engen Toleranzen realisierbar
- Reduzierter Materialverbrauch gegenüber rein spanender Fertigung
- Höhere Funktionsintegration durch Bauteilkonsolidierung
- Optimierte Bauteile hinsichtlich Gewicht, Leistung und Fertigungskosten
- Schnellere Entwicklung und Herstellung von Prototypen und Sonderteilen
Fazit
Während der Metall-3D-Druck und das CNC-Fräsen häufig miteinander verglichen werden, zeigt die Praxis, dass beide Verfahren oft am wirtschaftlichsten sind, wenn sie gemeinsam eingesetzt werden. Die additive Fertigung erzeugt die komplexe Grundstruktur des Bauteils, während die CNC-Bearbeitung dort zum Einsatz kommt, wo höchste Präzision, Oberflächenqualität oder enge Toleranzen erforderlich sind. Dadurch entstehen Bauteile, die mit nur einem Fertigungsverfahren oft nicht oder nur mit deutlich höherem Aufwand realisierbar wären.
Moderne Metall-3D-Drucker wie der a-metal Metall-3D-Drucker ermöglichen es Unternehmen heute, erste Hybridfertigungsstrategien mit deutlich geringeren Investitionskosten umzusetzen. Dadurch wird die Kombination aus Metall-3D-Druck und CNC-Bearbeitung zunehmend auch für kleine und mittelständische Unternehmen interessant. Wenn du herausfinden möchtest, ob sich Hybridfertigung für deine Bauteile eignet, beraten wir dich gerne persönlich. Gemeinsam analysieren wir deine Anwendung und finden die wirtschaftlich sinnvollste Fertigungsstrategie für dein Unternehmen.
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Häufig gestellte Fragen zum a-metal Metall-3D-Drucker
Der a-metal Metall-3D-Drucker arbeitet nach dem LPBF-Verfahren. Dabei wird eine dünne Schicht Metallpulver aufgetragen und mit einem 200-Watt-Laser gezielt aufgeschmolzen. Dieser Vorgang wiederholt sich Schicht für Schicht, bis das fertige Metallbauteil entsteht. Während des Drucks sorgt eine Schutzgasatmosphäre für eine hohe Bauteilqualität. Nicht aufgeschmolzenes Metallpulver wird anschliessend gesiebt und für weitere Druckaufträge wiederverwendet.
Mehr kannst du hier lesen: Wie funktioniert der a-metal Metall-3D-Drucker?
Das hängt von den Bauteilen, Stückzahlen und Anforderungen ab. Besonders bei komplexen Geometrien, individuellen Bauteilen oder kleinen bis mittleren Stückzahlen kann Metall-3D-Druck wirtschaftliche Vorteile bieten.
Der Metall-3D-Druck ermöglicht komplexe Geometrien und innenliegende Strukturen, während das CNC-Fräsen für hohe Präzision, enge Toleranzen und hochwertige Oberflächen sorgt. Gemeinsam lassen sich Bauteile wirtschaftlich und effizient herstellen.
Besonders geeignet sind Werkzeugeinsätze, Leichtbaustrukturen, Vorrichtungen, Greifer, Sonderwerkzeuge sowie komplexe Bauteile mit hohen Anforderungen an Präzision und Funktionalität.
Die Hybridfertigung verbindet die Designfreiheit der additiven Fertigung mit der Präzision der spanenden Bearbeitung. Dadurch können komplexe Bauteile mit hoher Funktionalität, geringem Materialverbrauch und exakter Passgenauigkeit gefertigt werden.
Die Kombination aus Metall-3D-Druck und CNC-Bearbeitung wird unter anderem im Werkzeugbau, Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin- und Dentaltechnik eingesetzt.
Nein. Die Hybridfertigung ergänzt bestehende Fertigungsverfahren. Sie nutzt die jeweiligen Stärken von Metall-3D-Druck und CNC-Bearbeitung, um Bauteile effizienter und leistungsfähiger herzustellen.
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Paul Nitschke
Marketing 3D-MODEL