Zunächst von einigen Menschen belächelt, hat der 3D-Druck heute sowohl in der Industrie als auch in Privatbereichen einen festen Platz gefunden. Experten sagen ein weiteres rasantes Wachstum voraus. Bekannt ist die Drucktechnik auch unter der Bezeichnung Additive Fertigung. Seine Besonderheit besteht in dem Schicht-für-Schicht-Aufbau von Werkstücken und Produkten. 3D-Druck ist praktisch genau das Gegenteil vom zerspanenden Verfahren, darunter Drehen und Fräsen – dabei wird ein Objekt aus einem Materialblock herausgeschält.
Einsatzbereiche des 3D-Drucks
Das innovative 3D-Druckverfahren kommt in zahlreichen Bereichen zum Einsatz, darunter:
· Maschinen- und Modellbau
· Kunst
· Design
· Ersatzteile
· Kleinserien
· Anschauungsmuster
· Präsentationsmittel
· funktionale Prototypen
· Konzeptmodelle
Gleichfalls sorgt es auch in der Architektur für kreative und funktionale Lösungen, deren Realisierung mit einzelnen, herkömmlich gefertigten Bauteilen oft nicht möglich ist.
Vorteile der additiven Fertigung
Schnelle Lieferzeit
Gleich, ob es sich um ein einfaches oder komplexes Objekt handelt, die Fertigungsgeschwindigkeit ist um ein Vielfaches höher als bei anderen Verfahren. So erhält man in wenigen Stunden Produkte mit gleichbleibender Qualität. Der Einsatz von Werkzeugen und Formen sowie mehrere einzelne Schritte fallen weg.
Geringe Herstellungskosten
Die Kosten sind sowohl bei kleinen und großen Teilen als auch wenigen Anfertigungsstücken verhältnismäßig niedrig. Grund dafür ist unter anderem die automatische Erstellung des Maschinencodes. Durch die Produktion on demand entstehen zudem keine Lagerhaltungskosten. Die Preishöhe gestaltet sich unterschiedlich. Weniger kostenintensiv sind beispielsweise das FDM- und Polyjet-Verfahren gegenüber der auf Pulverbett basierenden Variante. Dies liegt an der deutlich schnelleren Druckgeschwindigkeit.
Unkomplizierte Produktänderungen
Das Risiko einer Fehlproduktion ist äußerst gering. Dies beruht auf der kostengünstigen Herstellung eines Prototypen und der daraus resultierenden Möglichkeit, das Objekt fortwährend perfektionieren zu können. Beim 3D-Druck sind jederzeit Korrekturen und Designänderungen an dem Grundprodukt durchführbar. Dagegen können bei anderen Fertigungsmethoden bereits minimale Veränderungen an einem Bauteil den Zeitaufwand und die Kosten stark ansteigen lassen.
Individuelle Gestaltung und Designfreiheit
Das 3D-Verfahren ist weit entfernt von einer Massenproduktion, denn es erlaubt Individualität in hohem Maß. Deshalb erfreut es sich beispielsweise auch in der Zahnmedizin großer Beliebtheit, da es hier besonders auf speziell angefertigte Einzelteile ankommt. Im Bereich der Designfreiheit hat die additive Fertigung im Vergleich zu traditionellen Technologien gleichfalls die Nase vorn. Die Anfertigungsmöglichkeiten sind vielfältig, darunter
· komplexe Geometrien,
· Hinterschneidungen,
· Hohlräume,
· weite Überhänge,
· im Bauteil verlaufende Kanäle
und etliches mehr.
Bearbeitung unzähliger Materialien
Am häufigsten werden im 3D-Druck Kunststoffe und Metalle verwendet. Unter erstere fallen Thermoplaste wie ABS, Polycarbonat und Polyester sowie Kunstharze, Acryl und Epoxide. Zu den wichtigsten Materialien im 3D-Metalldruck gehören Aluminium, Stahl sowie Titan. Daneben gewinnt Keramik zunehmend an Bedeutung. Die Bearbeitungsvielfalt ist nahezu uneingeschränkt. So können auch Gips, Beton, Zement, Holzfasern und sogar Biomassen, lebende Zellen, Schokolade sowie Nudelteig herangezogen werden.
Fazit
Das 3D-Druck-Verfahren bietet eine außergewöhnliche Flexibilität. Dies begründet sich auf die Möglichkeit, zunächst einen Prototyp als Wunschmodell herzustellen. Dieser kann im weiteren Schritt individuell nach Kundenwunsch bearbeitet werden. Stellen wir uns vor, individuelle Hauselemente zunächst aus verschiedenen Materialien anzufertigen, müssten deutlich mehr Zeit und Kosten aufgewendet werden. Am Ende der additiven Fertigung stehen belastbare Funktionsprototypen oder echte Bauteile in reproduzierbarer und abgesicherter Qualität. Mit all seinen Vorteilen lässt sich der 3D-Druck als beste Variante für spezielle Sonderanpassungen ansehen.