Ein kompliziertes Metallteil beginnt bei Fabri nicht mit einer teuren Werkzeugform, sondern mit einem gedruckten Modell. Das US-Unternehmen nutzt 3D-Druck und Software, um Schritte bei der Vorbereitung des Metallgusses zu verkürzen. Das Metallteil selbst entsteht anschließend weiterhin durch Gießen.
Über die Gießerei in Billerica im US-Bundesstaat Massachusetts berichtete das Massachusetts Institute of Technology am 10. November. Fabri fertigt dort bereits Teile für Kunden. Der Ansatz verbindet ein altes Verfahren mit digitalen Werkzeugen: dem Feinguss, bei dem eine Keramikschale die spätere Form des Bauteils bestimmt.
Eine Form für flüssiges Metall
Wer ein Metallteil gießen will, braucht einen Hohlraum in seiner Gestalt. Beim Feinguss entsteht dieser Hohlraum zunächst um ein Modell herum. Traditionell kann das Modell aus Wachs bestehen. Es wird mit keramischem Material umhüllt; nach dem Trocknen wird das Modell entfernt. Zurück bleibt eine feste Form, in die flüssiges Metall fließt. Nach dem Erstarren lässt sich die Keramik entfernen und das Gussteil weiterbearbeiten.
Das US-Energieministerium beschreibt, wie solche Modelle üblicherweise mit Wachs oder Kunststoff in Werkzeugformen hergestellt und zu einem Aufbau mit Gießkanälen verbunden werden. Die keramische Hülle entsteht in mehreren Schichten. Für ein neues komplexes Teil muss das Werkzeug zunächst entworfen und gebaut werden.
Fabri setzt an diesem vorbereitenden Schritt an. Die Firma beginnt mit einer digitalen Konstruktionsdatei, einer sogenannten CAD-Datei. Ihre Software FoundryOS entwirft daraus ein Modell einschließlich der benötigten Kanäle. Ein 3D-Drucker stellt den Aufbau aus Kunstharz her. Anschließend wird auch dieses Modell mit Keramik umhüllt. Ist es entfernt, kann Metall in den entstandenen Hohlraum gegossen werden.
Warum das Zeit sparen kann
Der Unterschied liegt vor dem Guss: Statt erst eine feste Werkzeugform für die Modelle herzustellen, druckt Fabri das Modell direkt aus den digitalen Daten. Ändert sich ein Entwurf, kann auch das gedruckte Modell angepasst werden, ohne zuerst ein bestehendes Werkzeug umzubauen. Die Keramikschale und das Gießen bleiben Teil des Ablaufs.
Fabri-Gründer Steven Davis sagt dem MIT, dass sein Unternehmen vom Entwurf bis zum fertigen Teil in günstigen Fällen schon nach einer Woche kommen könne. Das ist eine Aussage des Unternehmens über mögliche Einzelfälle und kein unabhängiger Vergleich für jedes Bauteil. Wie lange ein Auftrag dauert, hängt unter anderem vom Teil und den notwendigen Fertigungsschritten ab.
Die Idee gedruckter Modelle ist dabei nicht auf Fabri beschränkt. Der Ansatz des Unternehmens liegt in der Kombination aus Modellherstellung, Software und eigener Gießerei. Laut MIT sollen Daten aus den Fertigungsschritten in die Software zurückfließen; maschinelle Lernverfahren sollen helfen, den Prozess und die Teile weiterzuentwickeln. Fabri beschreibt die direkt aus CAD-Daten gedruckten Modelle ebenfalls als Teil seines Verfahrens.
Vom Modell zum einsatzfähigen Bauteil
Die Gießerei verarbeitet laut MIT unter anderem Aluminium, Kupferlegierungen und Edelstahl. Kunden kommen unter anderem aus Luftfahrt und Industrie. Für besonders kritische Anwendungen läuft die Qualifikation noch. Ein gegossenes Teil zu fertigen und dessen Eignung für eine bestimmte Anwendung nachzuweisen, sind getrennte Schritte.
Gerade bei komplexen Formen zeigt das Verfahren, weshalb sich digitale Fertigung und Gießerei ergänzen können. Der Drucker liefert das Modell, das ohne eigenes Werkzeug angepasst werden kann. Die Keramikform bestimmt anschließend den Hohlraum für das flüssige Metall. Wie groß der Zeitgewinn im jeweiligen Auftrag ausfällt, lässt sich aus der genannten Ein-Wochen-Angabe allein nicht ableiten.
Quellen
- MIT News: Streamlining metal parts production to revitalize American industry, 10. November 2026
- US Department of Energy: Energy and Environmental Profile of the U.S. Metal Casting Industry
- Fabri: Investment Casting
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