Freeform MIM – Schnelle Prototypen- und Kleinserienfertigung durch die Kombination von Spritzgießen und additiver Fertigung

Die industrielle Fertigung steht zunehmend vor der Herausforderung, komplexe Bauteile schneller, flexibler und wirtschaftlicher herzustellen – insbesondere Prototypen und Kleinserien. Branchen wie Automotive, Maschinenbau, Medizintechnik und Luftfahrt benötigen funktionale Bauteile mit seriennahen Eigenschaften, ohne lange Entwicklungszeiten oder hohe Werkzeugkosten in Kauf nehmen zu müssen.

Mit Freeform Metal Injection Moulding (Freeform MIM) steht am Fraunhofer IFAM eine innovative Lösung zur Verfügung. Die Technologie verbindet die Vorteile eines industriell etablierten Serienverfahrens – des Pulverspritzgießens – mit der Flexibilität der additiven Fertigung. 

 

Was ist Freeform MIM?

Freeform MIM ist eine Weiterentwicklung des klassischen MIM und verbindet die herkömmliche Spritzgusstechnologie mit der geometrischen Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung. Kern des Verfahrens ist das schnelle Drucken von Werkzeugeinsätzen aus Photopolymeren mittels Digital Light Processing (DLP). Die gedruckten Einsätze dienen als verlorene Formen, die sich im Spritzguss mit thermoplastischem Material (Polymere, Feedstocks) füllen lassen.

Nach dem Spritzgießen wird die gedruckte Form aufgelöst, sodass das abgeformte Bauteil freigelegt und anschließend wie im konventionellen MIM-Prozess entbindert und gesintert werden kann. Auf diese Weise lassen sich funktionale Prototypen und Kleinserien innerhalb weniger Tage herstellen – und das mit einem Verfahren, das ursprünglich für hohe Stückzahlen ausgelegt ist und bei dem oft Wochen für den Werkzeugbau benötigt werden.

Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen additiven Fertigungsverfahren besteht darin, dass Freeform MIM das gleiche Material verwendet wie in der späteren Serienfertigung. Dadurch entstehen keine abweichenden Werkstoffeigenschaften oder parallele Prozessketten.

 

Die Vorteile von Freeform MIM auf einen Blick

Freeform MIM eröffnet neue Möglichkeiten für die wirtschaftliche Herstellung komplexer Bauteile:

• Funktionale Prototypen aus Serienmaterial
• Design- und Geometrieentwicklung mit hoher Formfreiheit
• Wirtschaftliche Fertigung von Kleinserien
• On-Demand-Ersatzteilherstellung (Backup-Produktion)
• Parallelisierung von Vorserienfertigung und Werkzeugbau für die Serienproduktion
• Geringere Investitionskosten für Produktentwicklung und kleine Vorserien
• Deutlich kürzere Time-to-Market

 

Zielbranchen und Anwendungen

Das Verfahren eignet sich besonders dort, wo komplexe Bauteile, hohe Materialanforderungen und kurze Entwicklungszeiten gefragt sind:

• Automotive: Funktionsprototypen, Sensorhalterungen, komplexe Metallkomponenten
• Maschinenbau: Kleinserien, Ersatzteile, präzise Funktionsbauteile
• Medizintechnik: Miniaturisierte Komponenten, komplexe Geometrien, biokompatible Werkstoffe
• Luftfahrt: Leichtbaukomponenten, Funktionsmuster, Bauteile mit anspruchsvollen Innenstrukturen

 

Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IFAM

Das Fraunhofer IFAM unterstützt Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette:

• Technologieevaluation für spezifische Bauteile und Anwendungen
• Auftragsfertigung von Prototypen und Kleinserien
• Pilotserien für die industrielle Erprobung
• Technologie-Implementierung beim Kunden
• Weiterentwicklung des Verfahrens und Erarbeitung von Konstruktionsrichtlinien
• Prozessoptimierung für reproduzierbare Ergebnisse mit minimalen Iterationen

 

Ihr nächster Schritt

Nutzen Sie die Vorteile von Freeform MIM, um Ihre Produktentwicklung zu beschleunigen und neue Freiheitsgrade in der Bauteilgestaltung zu erschließen.

Sprechen Sie uns an – wir beraten Sie gern zu den Möglichkeiten der schnellen und wirtschaftlichen Fertigung komplexer MIM-, CIM- oder PIM-Bauteile.