Schmelzbasierte

Schmelzbasierte Verfahren ist ein Oberbegriff für Fertigungsverfahren, bei denen Material durch Schmelzen auf einen flüssigen Zustand gebracht und anschließend erstarrt wird, um Bauteile zu bilden oder zu verbinden. Der Begriff dient als Gegenstück zu festkörperbasierten Verfahren, die ohne Schmelzen arbeiten. Schmelzbasierte Prozesse finden in Metall-, Kunststoff- und keramischen Anwendungen Anwendung und umfassen sowohl konventionelle Gieß- und Schweißprozesse als auch additive Fertigungsverfahren, die durch Schmelzen arbeiten.

Zu den schmelzbasierte Verfahren zählen klassische Gussprozesse, bei denen eine Schmelze in eine Form gegossen wird, sowie schmelzbasierte additive Fertigung. Letztere fügen Material schichtweise durch lokales Schmelzen hinzu und umfassen Verfahren wie Laser- oder Elektronenstrahlschmelzen von Metallpulvern (oft unter Bezeichnungen wie LPBF, SLM oder EBM) sowie schmelzende Auftragsverfahren bei Kunststoffen (z. B. FDM/FFF). In der Praxis wird der Begriff oft erweitert, um auch schmelzbasierte Schweiß- bzw. Fügeverfahren einzuschließen, die Bauteile durch geschmolzene Verbindungen zusammenführen.

Materialien sind Metalle und Legierungen, Thermoplaste sowie keramische Pulver, abhängig von Prozess und Anwendung. Wichtige Prozessparameter sind Energieeintrag, Scan- oder Bahnführung, Kühlraten und Umgebungsbedingungen, die Einfluss auf Porosität, Kristallstruktur, Risse und mechanische Eigenschaften haben.

Vorteile schmelzbasierter Verfahren liegen in der Fähigkeit, komplexe Geometrien herzustellen, netzneutrale oder near-net shape-Teile zu erzeugen und neue Materialkombinationen zu realisieren. Nachteile können Porosität, Restspannungen, Risse, hohe Kosten und teilweise eingeschränkte Oberflächenqualität sein.

Typische Anwendungsfelder sind Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik, Werkzeugbau und Prototyping.