Im November 2025 war ich zu Gast bei der sogenantten „Formnext“, einer Fachmesse für additive Fertigung. Was die additive Fertigung ist und welche Patentklassen für eine gezielte Recherche nach Neuentwicklungen relevant sind.
Additive Fertigung als moderne Produktionstechnologie
Die additive Fertigung, umgangsssprachlich auch als 3D-Druck bezeichnet, beschreibt das schichtweise Herstellen von Bauteilen direkt aus digitalen 3D-Modellen. Sie gilt heute als Schlüsseltechnologie für individualisierte Produkte, komplexe Strukturen und schnelle Entwicklungszyklen.
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Das bekannteste Verfahren ist das Schmelzschichtverfahren. Es wird als „Fused Deposition Modeling“ (FDM) oder „Fused Filament Fabrication“ bezeichnet. Dabei wird ein thermoplastisches Filament erhitzt und über eine Düse abgelegt. Die Bewegung des Extruders in drei Achsen erzeugt das Bauteil. Varianten ermöglichen den Einsatz mehrerer Düsen, verstärkter Polymere oder flexibler Materialien. Auch pastöse Medien wie Keramikschlämme oder biokompatible Hydrogele können extrudiert werden und benötigen anschließend einen Sinterprozess.
Photopolymerisation als präzise Technik
Ein weiteres Verfahren der additiven Fertigung ist die Photopolymerisation. Das Stereolithografieverfahren (SLA) nutzt einen Laser, um flüssige Photopolymere gezielt auszuhärten. Die Bauplattform hebt das Flüssigkeitsbad nach jeder Schicht an, ehe die nächste Schicht erzeugt wird. Beim „Direct Light Processing“ (DLP) wird die ganze Schicht gleichzeitig bzw. mit einem mal erzeugt, wodurch das Verfahren besonders schnell ist. Sie finden Einsatz in der Dentaltechnik, in der Schmuckherstellung und in der Mikromechanik.
Pulverbettverfahren für Kunststoffe und Metalle
Bei Laien weitgehend unbekannt sind sogenannte pulverbettbasierte Verfahren. Hierbei werden Pulverschichten nacheinander ausgebreitet und bearbeitet. Ein Aha-Effekt ergibt sich beim Betrachter vielfach, wenn das unbearbeitete Pulver entfernt wird und das hochkomplexe Produkt zu Tage tritt. Beim „Selective Laser Melting“ (SLM) wird Metallpulver mit einem Laser aufgeschmolzen. Beim selektiven Lasersintern (SLS) verschmilzt der Laser das Material, ohne es vollständig zu verflüssigen. Diese Verfahren erzeugen robuste Bauteile aus Metallen wie Titan oder aus technischen Kunststoffen.
Auftragsschmelzen, Binder Jetting, Material Jetting usw.
Darüber hinaus gibt es noch eine Vielzahl weiterer Verfahren, wie das „Auftragsschmelzen“, bei dem Material über eine Düse direkt in den Laser- oder Elektronenstrahl eingebracht wird, das „Binder Jetting“ (BJT), bei dem Pulverpartikel durch ein Bindemittel punktgenau verklebt werden, oder das „Material Jetting“ (MJT), bei dem flüssige Kunststoffe oder Wachse tröpfchenweise aufgetragen werden und sofort aushärten. Unzählige weitere additive Fertigungsverfahren ergeben sich aus den unterschiedlichen zu verarbeitenden Materialien.
Patentklassen für additive Fertigung
Da die additive Fertigung derart viele verschiedene Verfahren und Materialien betrifft, gibt es auch entsprechend viele Klassen der Patentklassifikation. Mit der Kenntnis dieser Klassen kann man unter anderem beim Deutschen Patent- und Markenamt gezielt nach Patenten und Patentanmeldungen zur additiven Fertigung suchen. Zu der Recherche über die Patentklassifikation geht es hier.
Die wichtigste Klasse für additive Fertigungsverfahren ist zweifelsohne B33Y. Sie fungiert als Querschnittsklasse speziell für additive Fertigung. Sie enthält Unterklassen für die Verfahrensarten, für Materialarten, für Vorrichtungen und für die spezielle Steuerungstechnik. Sie dient als zentrale Klasse für Patente und Patentanmeldungen, die sich nicht eindeutig einer klassischen Fertigungs- oder Werkstoffklasse zuordnen lassen.
Die Klasse B29C spielt auch eine wichtige Rolle, wenn das Verfahren polymere Werkstoffe betrifft. Sie umfasst das Formen und Verarbeiten von Kunststoffen. Additive Verfahren wie das Schmelzschichtverfahren oder photopolymerbasierte Verfahren werden häufig in diese Klasse eingeordnet.
Pulvermetallurgische Verfahren fallen in die Klasse B22F. Diese Klasse ist somit auch für additive Fertigung bei der Verarbeitung von Metallpulvern interessant. Sie deckt den Umgang mit Metallpulvern ab, einschließlich Herstellung, Verdichtung, Sintern und Schmelzen. „Laser Powder Bed Fusion“, Elektronenstrahlschmelzen sowie Teile des „Binder Jettings“ für Metallteile werden häufig hier klassifiziert.
Verfahren mit Laser- oder Elektronenstrahlen stehen zusätzlich oft in den Klassen B23K und H05H. B23K behandelt Schweißen, Schneiden, Löten und verwandte Metallbearbeitungstechniken. Da additive Metallverfahren im Kern Material aufschmelzen, liegt diese Zuordnung technisch nahe. Patente zu Strahlführung, Wärmeverteilung, Schmelzbadsteuerung oder Schutzgasumgebungen erscheinen häufig hier. H05H umfasst den Einsatz von Elektronenstrahlen, Plasmen und ähnlichen Hochenergiequellen. Elektronenstrahlschmelzen zeigt daher regelmäßig Überschneidungen mit dieser Klasse.
Photopolymerverfahren, die Lichtempfindlichkeit nutzen, werden häufig zusätzlich in G03F eingeordnet. Diese Klasse betrifft das Belichten und Entwickeln lichtempfindlicher Materialien. Das ist relevant, wenn ein Patent sich stark auf die Zusammensetzung, Aushärtung oder optische Reaktion von Harzen bezieht. Neue Harzformulierungen, Energiedichten, Belichtungsstrategien oder Absorber fallen häufig in diesen Bereich.
Beim „Binder Jetting“ und „Material Jetting“ spielt die Verteilung kleiner Tropfen eine Rolle. Daher finden sich Patente auch in der Klasse B41J, da diese Klasse Drucktechnologien umfasst. Sobald jedoch das additive Prinzip im Vordergrund steht, erfolgt zusätzlich eine Zuordnung zur B33Y. Insbesondere Druckkopftechnik, Düsenansteuerung oder Tropfenbildung sind hier relevant.
Sollten Sie im Bereich der additiven Fertigung tätig sein und wissen wollen, welche aktuellen Entwicklungen es gibt, so empfiehlt sich neben dem Besuch einer Fachmesse also auch eine gezielte Recherche nach Patenten und Patentanmeldungen über die Patentklassifikation.
