DMLS vs. CNC für ein Metallteil: Merkmalsrouting, Stückzahl und Nachbearbeitung in der RFQ

Schließen Sie jedes DMLS-Angebot aus, das enge Toleranz oder glatte Oberfläche im Druckzustand verspricht

Ein DMLS-Angebot, das enge Toleranz und glatte Oberfläche direkt von der Bauplatte bietet, ist mit einem CNC-Angebot nicht vergleichbar, denn das Verfahren liefert beides im Druckzustand nicht. Die Standardtoleranz von DMLS liegt um ±0.1 mm, und kritische Oberflächen werden anschließend unter ±0.05 mm nachbearbeitet³¹⁵.

CNC hält ±0.05 mm an 3 Achsen und ±0.025 mm an 5 Achsen¹⁵. Die Oberflächengüte trennt die Wege um etwa eine Größenordnung.

DMLS im Druckzustand liegt bei Ra 4–16 µm¹⁵, eine Quelle setzt metallisches AM bei Ra 5–15 µm an²⁹, gegenüber Ra 1.6–3.2 µm an 3 Achsen und Ra 0.8–1.6 µm an 5-Achsen-CNC¹⁵.

Die DMLS-Rauigkeit hängt zudem von Geometrie und Bauorientierung ab, sodass eine einzelne Zahl auf der Zeichnung das ganze Teil nicht beschreibt¹. Genau deshalb werden die engen Merkmale erreicht, indem der gedruckte Bereich übermaßig ausgeführt und die kritischen Schnittstellen nachträglich CNC-bearbeitet werden²⁰³.

Beim Vergleich der Angebote bepreisen Sie diesen Nachbearbeitungsschritt von Anfang an in den DMLS-Weg hinein. Ein DMLS-Preis ohne ihn ist ein Preis für ein Teil, das Ihre Toleranzen nicht halten wird.

Teilen Sie das Teil auf: welche Merkmale nur DMLS können, welche sich besser bearbeiten lassen

Behandeln Sie das Routing als Merkmalsentscheidung, nicht als Ganzteilentscheidung. Interne Kanäle, Hinterschnitte und Gitterstrukturen sind der Bereich, in dem DMLS fähig ist und CNC nicht, oder durch den Werkzeugzugang begrenzt wird¹⁵²⁹.

Die Teilekonsolidierung — mehrere Komponenten als eines bauen — ist der andere DMLS-Hebel, weil sie Montageschritte einspart³⁰. Das Komplement liegt auf derselben Zeichnung.

Passflächen, Bohrungen und Auflageflächen sind das, was die CNC auf Funktionstoleranz fertig bearbeitet, und ein hybrider Plan aus Drucken und anschließender Bearbeitung wird als Standardpraxis im Werkzeugbau, in der Medizintechnik-Prototypisierung und bei Gewichtsreduzierung in der Luft- und Raumfahrt beschrieben¹⁵.

Markieren Sie die Zeichnung daher vor dem Versand: welche Oberflächen eine Toleranz oder eine Dichtfunktion tragen und welche Volumina nur existieren, weil die Geometrie innen liegt. Die erste Gruppe ist eine Bearbeitungsanforderung, welcher Weg auch immer der Korpus nimmt; die zweite ist der Grund, überhaupt zu drucken.

Prüfen Sie, ob die Stückzahl die Antwort bereits zur CNC verschoben hat

Die Wirtschaftlichkeit von DMLS ruht auf Komplexität und Teilekonsolidierung, während sich die der CNC mit der Menge verbessert³⁰. Ein Vergleich setzt den Kostenvorteil von DMLS bei „nur komplexes Metall“ und den der CNC ab 20–50+ Teilen an¹⁵.

Eine andere berichtet, dass die CNC-Kosten bei 100 Teilen deutlich sinken²⁹. Das sind Richtungsangaben aus quellenartiger Lieferantenebene, keine Schnittpunktskurve.

Sie sagen Ihnen: Ein einfaches Teil ab einigen Dutzend Stück ist ein CNC-Gespräch, ein komplexes konsolidiertes Teil bei niedriger Stückzahl ein DMLS-Gespräch. Eine Teilzahl, an der sich beide treffen, geben die Quellen nicht an.

Trifft ein DMLS-Angebot ein, prüfen Sie, ob es Kosten je Bauplatte von Kosten je Teil trennt. Bauzeit, Spannungsarmglühen und HIP fallen je Bauplatte an, während Trägerentfernung, CNC-Nachbearbeitung und Oberflächenbehandlung je Teil anfallen²⁶.

Eine einzelne Teilpreisangabe, die diese Positionen verbirgt, ist mit einem CNC-Preis nicht vergleichbar.

Was die DMLS-RFQ als Einzelpositionen spezifizieren muss

DMLS trägt eine mehrstufige Nachbearbeitungskette, während CNC als nur minimaler Nachbearbeitung bedürftig beschrieben wird²⁶²⁹¹⁵. Jeden Schritt, den Sie aus der RFQ lassen, verlagert seine Kosten und sein Risiko auf Sie nach der Beauftragung; fordern Sie ihn daher als eigene Position an, nicht als einen Gesamtpreis für das fertige Teil.

• ✓Trägerentfernung, angeboten je Teil
• ✓Spannungsarmglühen, angeboten je Bauplatte
• ✓HIP und Wärmebehandlung, angeboten je Bauplatte, mit benanntem Zyklus
• ✓CNC-Bearbeitung der kritischen Schnittstellen, angeboten je Teil, mit aufgelisteten Oberflächen
• ✓Oberflächenbehandlung, angeboten je Teil, mit angegebener Zielgüte
• ✓Werkstoffzertifizierung für die Legierung, verknüpft mit dem HIP- und Wärmebehandlungsnachweis

Entscheiden Sie, ob das Teil als tragend abgenommen werden kann

Nehmen Sie ein DMLS-Teil im Druckzustand nicht als gleichwertig zu Walzstoff ab. Für konkrete Legierungen wie Ti-6Al-4V und AlSi10Mg kann DMLS an schmiedeeigene Eigenschaften heranreichen, wenn ein validierter HIP-Zyklus und eine HIP-Nachbehandlung-Wärmebehandlung angewendet werden.

Und Eigenschaften im Druckzustand ohne dokumentierte Nachbearbeitung dürfen nicht als gleichwertig angenommen werden¹². Die Quellen widersprechen sich im Ausmaß.

Eine beschreibt DMLS-/SLM-Teile als isotrop mit schmiedevergleichbarer Festigkeit und Porosität unter 0.2 %, weist aber auf geringere Ermüdungsfestigkeit durch Oberflächenrauigkeit und innere Porosität hin⁷. Eine andere setzt metallisches AM als anisotrop bei typisch 80–95 % der Schmiedeeigenschaften an²⁹.

Die Lücke liegt teilweise in Legierung und Nachbearbeitung, weshalb die RFQ Legierung, HIP- und Wärmebehandlungszyklus sowie die erwartete Zertifizierung benennen muss¹²¹⁵. Trägt das Teil strukturelle Last, ist diese Spezifikation die Abnahmebedingung, keine spätere Verfeinerung.

Prüfen Sie den Termin, bevor Sie sich auf DMLS festlegen

Die CNC-Vorlaufzeit ist für vergleichbare Teile allgemein kürzer als bei DMLS, und DMLS zahlt den Aufpreis für Drucken plus Nachbearbeitungskette³⁰. Ein Dreherei-Service bietet 3–7 Tage für Kleinserien mit 24–48 h Express⁵; ein Prototypenvergleich setzt CNC auf 5–14 Werktage und metallisches AM auf 7–14 Tage²⁹.

Braucht Ihr Programm Teile innerhalb einer Woche, passt der DMLS-Weg kaum, sobald Trägerentfernung, Spannungsarmglühen und HIP hinter dem Druck in der Warteschlange stehen. Erfragen Sie beim DMLS-Lieferanten die Stufen Drucken, Nachbearbeitung und Fertigstellung als getrennte Termine, denn keine Quelle dieses Satzes quantifiziert Bauzeit oder Wartezeit.

Wo die Quellen widersprechen — und was Sie vor der Beauftragung verlangen

Zwei Widersprüche zählen bei der Beauftragung: die DMLS-Toleranzzahl und die Werkstoffeigenschaftsaussage. Keiner wird durch die Wahl einer Seite gelöst — die Toleranzspanne spiegelt unterschiedliche Lieferantenstandards, die Eigenschaftsspanne Legierung und Nachbearbeitung.

Lösen Sie beide, indem Sie den Lieferanten veranlassen, seine Grundlage im Angebot zu benennen.

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