The number of additive manufacturing methods and materials is growing rapidly, leaving gaps in the knowledge of specific material properties. A relatively recent addition is the metal-filled filament to be printed similarly to the fused filament fabrication (FFF) technology used for plastic materials, but with additional debinding and sintering steps. While tensile, bending, and shear properties of metals manufactured this way have been studied thoroughly, their fatigue properties remain unexplored. Thus, the paper aims to determine the tensile, fatigue, and impact strengths of Markforged 17-4 PH and BASF Ultrafuse 316L stainless steel to answer whether the metal FFF can be used for structural parts safely with the current state of technology. They are compared to two 316L variants manufactured via selective laser melting (SLM) and literature results. For extrusion-based additive manufacturing methods, a significant decrease in tensile and fatigue strength is observed compared to specimens manufactured via SLM. Defects created during the extrusion and by the pathing scheme, causing a rough surface and internal voids to act as local stress risers, handle the strength decrease. The findings cast doubt on whether the metal FFF technique can be safely used for structural components; therefore, further developments are needed to reduce internal material defects.

Die generative Fertigung, d. h. der Druck von dreidimensionalen Werkstücken aus Kunststoff oder Metall mittels unterschiedlicher Verfahren, ist zentraler Bestandteil der vor einigen Jahren eingeleiteten sogenannten vierten industriellen Revolution oder Industrie 4.0. Die wachsende Vernetzung von Maschinen und Prozessen („Internet der Dinge“, „Big Data“) und die immer stärker werdende Individualisierung der Kundenbedürfnisse führen dazu, dass sich Unternehmen durch den globalen Wettbewerb in einem permanenten Prozess an wandelnde Märkte anpassen müssen. Die generative Fertigung wird hierbei eine wesentliche Rolle spielen, da innovative Produkte mit einem hohen Individualisierungsgrad entsprechend der heterogenen Anforderungen schnell und effizient hergestellt werden können.

Die Herstellung von Prototypen oder Einzelserien durch Fertigungsmaschinen, die unter anderem aus Kunststofffilamenten durch Aufschmelzen oder aus Metallpulver durch das Lasersinterverfahren (SLM), komplexe dreidimensionale Werkstücke produzieren, gewinnt eine immer größere Bedeutung für produzierende Unternehmen und damit einhergehend auch für Forschungseinrichtungen bei der Ausbildung qualifizierter Fachkräfte. Dabei können mithilfe innovativer Bearbeitungsmethoden Objekte gefertigt werden, die mit konventionellen Verfahren nicht oder nur mit sehr großem Aufwand produziert werden könnten. Des Weiteren kann die generative Fertigung neue Möglichkeiten eröffnen, die Effizienz in Bezug auf den Energie-und Ressourcenverbrauch in

Die mit der additiven Fertigung einhergehenden erweiterten Freiheitsgrade und daraus folgende Anpassung der Konstruktionsmethodik stellt für Unternehmen eine Herausforderung dar. Ergänzend dazu werden anhand des gewählten Demonstrators eine additive Anpassungskonstruktion eines E-Scooter-Trittbrettes, praxisnahe Handlungsempfehlungen für eine erfolgreiche Integration von additiven Konstruktionsmethoden sowie deren Potenziale vorgestellt und in die chronologische Vorgehensweise der Konstruktionsmethoden eingeordnet.

Die additive Fertigung, d. h. der Druck von dreidimensionalen Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien, bietet die Möglichkeit schnell funktionsfähige Prototypen herzustellen. Einen wichtigen Baustein zur schnellen Umsetzung funktionaler Produktideen bietet die digitale Optimierung. Basierend auf digitalen Modellen wird das Produkt virtuell optimiert und immer weiter verbessert. Ist das Produkt digital hinsichtlich seiner Eigenschaften optimiert, erfolgt eine Überprüfung und ggf. einer Anpassung hinsichtlich der additiven Fertigung. Im Anschluss wird das Produkt gefertigt, nachbearbeitet und abschließend getestet. Der Beitrag zeigt die Optimierungsmöglichkeiten am Beispiel eines Dispensers aus der Lebensmittelindustrie. Ein bestehendes Bauteil wird digitalisiert, an dem digitalen Modell eine Strömungsoptimierung durchgeführt und das verbesserte Produkt additiv gefertigt.