3D-Druck mit Metall.
WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) ist ein Verfahren der additiven Fertigung von Metallbauteilen und gehört zur Gruppe der Direct Energy Deposition Technologien (arc-DED). Grundlage ist das Lichtbogenschweißen: Ein Metalldraht wird kontinuierlich im Lichtbogen aufgeschmolzen und Schicht für Schicht aufgetragen. Durch die automatisierte Bewegung des Schweißbrenners lassen sich komplexe Geometrien, große Bauteile und individuelle Designs effizient und präzise herstellen.
Die WAAM-Technologie eröffnet zahlreiche Möglichkeiten: von der schnellen Verfügbarkeit großer Metallbauteile über die Fertigung komplexer Prototypen bis hin zur Ersatzteilproduktion unabhängig von Lieferketten.
Additive Fertigung durch Lichtbogenschweißverfahren
Das zentrale Element des WAAM-Prozesses ist der Lichtbogen: Zwischen einem kontinuierlich geförderten Draht und dem Werkstück wird ein elektrischer Lichtbogen gezündet. Dieser erzeugt Temperaturen über den Schmelzpunkt des eingesetzten Drahts hinaus. Das flüssige Metall tropft jedoch nicht einfach ab, wie beim klassischen Schweißen, sondern wird kontrolliert als Schmelzbad auf der Bauteiloberfläche abgelegt. Da die Oberfläche der vorherigen Lage lokal wieder aufgeschmolzen wird, entsteht eine extrem hochwertige metallurgische Bindung zwischen den Schichten.
Durch relative Bewegung von Brenner zu Werkstück wird das Schmelzbad entlang einer programmierten Bahn geführt. Nach Erstarren bildet sich eine definierte Raupe. Mehrere Raupen nebeneinander und übereinander ergeben schließlich ein dreidimensionales Bauteil.
Draht als Ausgangsmaterial für WAAM
Als Ausgangsmaterial dient in der Regel ein qualifizierter und normierter Schweißdraht, wie er auch im klassischen Lichtbogenschweißen eingesetzt wird. Draht bietet entscheidende Vorteile: Er ist einfach zu lagern und zu transportieren, lässt sich nahezu vollständig in das Bauteil einbringen und erreicht damit eine Materialausnutzung von fast 100 %. Schweißdrähte sind in einer breiten Palette an Legierungen erhältlich – von unlegierten Stählen über Aluminium bis hin zu Titan- und Nickelbasiswerkstoffen. Gleichzeitig ist die Drahtzufuhr prozesssicher und einfach zu steuern.
Der Weg zum Endprodukt.
Nach dem additiven Aufbau mit WAAM kann je nach Anwendungsfall eine Nachbearbeitung erfolgen – meist durch Fräsen, Drehen oder Schleifen. WAAM erzeugt bereits hochwertige und funktionsfähige Strukturen, doch für besonders enge Toleranzen – etwa bei Passungen, Dichtflächen oder Schnittstellen – sorgt die spanende Bearbeitung für zusätzliche Präzision. Der Vorteil gegenüber einem bspw. komplett gefrästen Bauteil liegt darin, dass nur selektiv und in reduziertem Umfang Material abgetragen wird.
Während beim klassischen Zerspanen große Mengen teuren Rohmaterials verloren gehen, wächst das WAAM-Bauteil bereits nahe an der Endkontur, sodass die Nachbearbeitung gezielt bestimmte Bereiche veredelt.
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| Fräsen | Guss | WAAM | |
|---|---|---|---|
| Materialverlust | hoch | mittel | niedrig |
| CO₂-Verbrauch | hoch | mittel | niedrig |
| Lieferzeit | mittel | hoch | niedrig |
| Flexibilität (geometrisch) | mittel | niedrig | hoch |
| Nachhaltigkeit |
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Wie funktioniert der Prozess?
Erstellung des CAD-Modells
Aufmaßmodell
Erstellung des CAM-Modells
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Mit WAAM und der arc-Serie.
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Unsere Spezialisten übernehmen die fachgerechte Montage Ihrer WAAM-Maschine vor Ort. Präzise, termingerecht und passgenau – damit Ihre Produktion schnell starten kann und Sie die Vorteile von arc-DED sofort nutzen.
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