Der 3D-Druck ist schon längst seinen Kinderschuhen entwachsen. Immer mehr Unternehmer entdecken die zahlreichen Vorteile, die dieses individuelle Fertigungsverfahren bietet. Doch was macht den 3D-Druck so beliebt und für welche Einsatzzwecke ist er geeignet? Die Antworten darauf gibt es hier.
Was bedeutet 3D-Druck?
Eines vorweg. 3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck. Denn es gibt viele unterschiedliche Methoden und Materialien, die dabei zum Einsatz kommen. Doch sie haben eines gemeinsam: Am Ende entsteht ein dreidimensionales Objekt, indem Material über viele einzelne Schichten aufgetragen wird. Im Hobbybereich kommt der 3D-Druck erst seit kurzer Zeit zum Einsatz. Die Modelle im Privatbereich arbeiten in der Regel nach dem sogenannten FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling). Vereinfacht erklärt funktionieren diese Geräte wie ein Tintenstrahldrucker. Nur mit dem Zusatz, dass sich der Druckkopf dabei jetzt auch noch in eine dritte Richtung bewegt und so in Ebenen ein Objekt aufbaut.
In der Industrie ist der 3D-Druck unter dem Begriff „additive Fertigung“ schon seit längerer Zeit bekannt. Hier kommen zwei unterschiedliche Druckverfahren zum Einsatz, die im Vergleich zum FDM-Verfahren die Gewährleistung gleicher Qualität zur Folge haben:
- SLA-Verfahren (Stereolithografie): Hier wird das Objekt mit einer UV-empfindlichen Flüssigkeit nach und nach aufgebaut. Dabei sorgt ein sogenannter DLP-Beamer dafür, dass die Flüssigkeit schnell aushärtet.
- SLS-Verfahren (Selektives Lasersintern): Wesentlich öfter kommt das SLS-Verfahren zum Einsatz. Hier wird statt der Flüssigkeit ein Pulver schichtweise aufgetragen und mit Hilfe eines Lasers verschmolzen.
Die additive Fertigung ist somit das genaue Gegenteil der materialabtragenden Fertigung, bei der das Objekt aus einem Block herausgearbeitet wird.
Welche Vorteile bietet die additive Fertigung?
Gegenüber herkömmlichen Verfahren bietet das innovative Verfahren gleich mehrere Vorteile. Zu den beiden wichtigsten zählen dabei die hohe Geschwindigkeit, mit der die Objekte hergestellt werden können und die geringen Herstellungskosten. Prozesse, die bisher wochenlang gedauert haben, können nun innerhalb weniger Stunden ablaufen. Allein dadurch reduzieren sich bereits die Kosten. Hinzu kommen noch der wesentlich geringere Materialverschleiß und entfallende Kosten für Werkzeuge und aufwendige Programme. Im Normalfall ist eine einfache CAD-Datei ausreichend, um ein Objekt zu erstellen. Weniger Material bedeutet gleichzeitig auch eine höhere Nachhaltigkeit, da weniger Abfall anfällt.
Das Risiko bei der Herstellung reduziert sich ebenfalls deutlich. Beim sogenannten Rapid Prototyping können schnell und einfach kostengünstige Prototypen hergestellt werden. So kann ein Produkt schnell getestet und perfektioniert werden und das Risiko von Fehlproduktionen reduziert sich. Im Gegensatz zu anderen Verfahren lassen sich durch die additive Fertigung auch Kleinserien unter 1.000 Stück kostengünstig produzieren. Doch damit nicht genug: Auch Unikate wie beispielsweise individuelle Schmuckstücke können durch den 3D-Druck einfach erzeugt werden.
In welchen Wirtschaftszweigen kommt der 3D-Druck zum Einsatz?
Grundsätzlich ist der 3D-Druck in allen Branchen sinnvoll, in dem günstige Prototypen und geringe Stückzahlen produziert werden müssen. Das trifft in der heutigen Zeit aber ohnehin auf so gut wie alle Wirtschaftssektoren zu. Vor allem in der Medizin ist das Verfahren mittlerweile sehr beliebt. Denn durch den 3D-Druck lassen sich beispielsweise Prothesen und Orthesen individuell an Menschen und Tiere anpassen.
Im Transportwesen geht es schon seit langer Zeit vor allem um Einsparungen in allen Bereichen. Gerade hier kann die additive Fertigung dabei helfen, die Kosten durch Gewichtsreduktion zu verringern. Vor allem lassen sich damit aber Ersatzteile schnell und günstig vor Ort produzieren. Die oftmals langen Transportwege für die Belieferung lassen sich so gezielt vermeiden. Architekten haben durch den 3D-Druck die Möglichkeit, preiswert präzise Modelle mit sehr vielen Details zu drucken und so Auftraggebern einen viel besseren Eindruck von den fertigen Gebäuden zu verschaffen als bei Computer-Animationen. Damit nicht genug, ist es mittlerweile sogar möglich, ganze Brücken oder Häuser im 3D-Verfahren herzustellen.
In der Weltraumforschung kommt die additive Fertigung zum Einsatz, um neue Satelliten oder Raumfahrtstationen zu errichten. Denn die Elemente können dadurch mit deutlich weniger Gewicht in das Weltall befördert werden. Auch Künstlerinnen und Künstler haben den 3D-Druck längst für sich entdeckt. Denn sie können dadurch Projekte realisieren, die bisher in dieser Form nicht oder nur unter großem Aufwand möglich waren.
