Hybride Fertigung

Wie wird hybride Fertigung im Kontext der Additiven Fertigung definiert?

Hybride Fertigung beschreibt die Kombination unterschiedlicher Fertigungsverfahren innerhalb einer Prozesskette. Dabei können die Verfahren entweder direkt inline miteinander verknüpft oder in nachgelagerten Prozessschritten kombiniert werden. Ziel ist es, die jeweiligen Stärken zu vereinen und bestehende Limitierungen zu kompensieren.

Die Additive Fertigung erweitert hybride Prozessketten um die Möglichkeit, komplexe Geometrien und individualisierte Strukturen werkzeuglos herzustellen. So können beispielsweise subtraktive Bearbeitungsschritte wie Fräsen direkt in den Druckprozess integriert werden, um Oberflächen zu glätten oder Passungen zu erzeugen. Ebenso lassen sich Assemblierungsschritte, etwa das Einbringen von Inserts oder Funktionsbauteilen, bereits während des Druckvorgangs realisieren.

Welche Mehrwerte entstehen durch hybride Fertigung?

Hybride Fertigungsverfahren kombinieren die Gestaltungsfreiheit der Additiven Fertigung mit der Präzision und Effizienz anderer Verfahren. Dadurch entstehen Bauteile, die komplexe Geometrien, hohe Maßgenauigkeit und integrierte Funktionen verbinden. Gleichzeitig ergibt sich ein deutlicher wirtschaftlicher Vorteil, insbesondere bei Kleinserien und Einzelfertigungen. Zentrale Mehrwerte sind:

• Prozessintegration: Montage- und Assemblierungsschritte lassen sich inline oder unmittelbar nach dem Druckprozess einbinden.
• Individualisierung: Standardisierte Serienkomponenten können additiv individualisiert oder funktional erweitert werden.
• Funktionsintegration: 3D-gedruckte Strukturen können mit kostengünstigen, konventionell gefertigten Teilen ergänzt werden.
• Materialeffizienz und Präzision: Additive Verfahren reduzieren den Werkstoffeinsatz, während subtraktive Schritte Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität sicherstellen.

Welche Forschungsschwerpunkte gibt es in der hybriden Fertigung?

Um die Potenziale hybrider Fertigung zu erschließen, stehen folgende Forschungsthemen in unserem Fokus:

• Verfahrenskombinationen: Welche additiven, subtraktiven und formgebenden Verfahren lassen sich sinnvoll verknüpfen, und wie können sie in Prozessketten integriert werden?
• Funktionsintegration: Wie können Bauteile und Baugruppen während des additiven Fertigungsprozesses um zusätzliche Funktionen erweitert werden?
• Prozesseffizienz: Welche Strategien steigern die Wirtschaftlichkeit, insbesondere bei Kleinserien und individualisierten Produkten?
• Technologieentwicklung: Welche Materialien, Prozessparameter und Nachbearbeitungsschritte verbessern Bauteilqualität, Präzision und Fertigungszeit?

Ein Beispiel ist die Herstellung mikro-mechatronischer Baugruppen, bei der leitfähige Strukturen und diskrete Komponenten (z. B. SMD-Bauteile) direkt in additiv gefertigte Baugruppen integriert werden.