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Die Zukunft der Fertigung

Die additive Fertigung ist eine richtungsweisende Fertigungstechnik. Sie macht ebenso in Industrien bei der Fertigung von Bauteilen wie daheim und in der Medizin auf sich aufmerksam. Durch die schichtweise Konstruktion lassen sich komplett neue Formen im Inneren von Bauteilen realisieren.

17.02.2020

Bild: de.depositphotos.com

Verschiedene Verfahren mit verschiedenen Materialien

Im Rahmen einer additiven Fertigung werden Materialien in den 3D-Drucker bzw. die Industriemaschine gegeben. Es kommt eines der folgenden sechs Verfahren zum Einsatz:

•Selektives Lasersintern (SLS)

•Selektives Laserschmelzen (SLM)

•Elektronenstrahlschmelzen

•Stereolithografie

•Polyjet-Modeling

•Fused Layer Modeling

Mit Ausnahme der Stereolithografie wird das Material, aus welchem das Bauteil gefertigt wird, in Form eines Pulvers in die Maschine gefügt. Dieses Pulver wird ausgegeben und mittels eines Lasers zu der gewünschten Form gehärtet. Der Ablauf erfolgt Schicht für Schicht, woher der Begriff „Additive Fertigung“ rührt.

Am häufigsten werden das SLS und das SLM angewendet. Ersteres kommt bei der Arbeit mit Kunststoffen zum Einsatz, während letzteres für die Arbeit mit Leicht- und Edelmetallen erforderlich ist. Einsatzgebiet für das SLS und SLM ist die Additive Fertigung im industriellen Bereich. Nur große Geräte mit höherer Leistung machen vom SLS und SLM Gebrauch. Das Polyjet-Modeling und Fused Layer Modeling sind Verfahren, die in heimischen 3D-Druckern genutzt werden.

Neue Perspektiven in nahezu allen Branchen

Die additive Fertigung bringt eine Zeitersparnis bei der Produktion von Bauteilen. Der mutmaßlich größte Vorteil ist aber die Realisierung komplexer geometrischer Formen. War es früher kaum möglich, mitten in ein Bauteil aus Metall eine geometrische Struktur oder Funktionalität zu integrieren, ohne das Bauteil an zahlreichen Stellen auseinander und zusammen schrauben zu müssen, hat sich der Tatsachenbestand durch die additive Fertigung weitgehend verändert.

Das gewünschte Bauteil wird ohne Einzelteile in Einem geschaffen, wobei selbst komplexeste Formen im Inneren realisierbar sind. Die Medizin arbeitet an Lösungen, künstliche Herzen im 3D-Druck-Verfahren zu konstruieren. Dies ist zwischendurch gelungen, wenngleich das Herz nur 3.000 Mal schlug. Bis die Medizin zu solch komplexen Nachbildungen wie Herzen imstande ist, wird es wohl dauern. Immerhin werden bereits Prothesen mit 3D-Druckern als Hilfe angefertigt. Zwar weisen Prothesen aus 3D-Druckern Defizite auf, aber die ungefähre Marschroute ist definiert: Der 3D-Druck beeinflusst die Medizin und schafft neue Handlungs- sowie Therapiespielräume.

Genauso sieht es in der Industrie bei Maschinen aus. Wo früher noch Hohlräume notwendig waren, um die Leistung von Maschinen zu optimieren, sind diese nun mittels additiver Fertigung umsetzbar. Die verkürzte Produktionszeit bei komplexen Bauteilen, Figuren und weiteren Elementen wirkt sich kosten- und energiesenkend aus. Außerdem profitieren Unternehmen, die sich ein besonderes Design bei der Produktion von Bau- und Maschinenteilen zum Ziel setzen. Aus dem 3D-Druck resultiert mehr Individualpotenzial, was der Umsetzung vielfältiger Designs Möglichkeiten verschafft.

Vom Heimwerker bis zum Deko-Wunsch

Die 3D-Drucker fürs eigene Zuhause sind bereits für wenige Hundert Euro für den Otto Normalverbraucher erschwinglich. Aktuell sind alle Modelle in ihren Funktionen und bei den verwendbaren Materialien auf im Vergleich zu Industriemaschinen geringe Spielräume beschränkt. Mögliche Materialien sind meistens die folgenden:

•Nylon

•ABS

•PLA

•Laywood

•Laybrick

Die Konstruktion von Porzellanvasen ist also keine Option. Trotzdem sind 3D-Drucker eine Hilfe, da mit den wenigen kompatiblen Materialien bereits diverse Gegenstände adäquat nachgebildet werden können. Dazu gehören beispielsweise Schrauben und Werkzeuge. Alles, was der Heimwerker hierzu braucht, ist eine Vorlage, die vom Drucker eingescannt wird. Die Vorlage kann ein Bauteil sein, das nachgebildet werden soll, oder eine für den 3D-Drucker lesbare Datei. Neben den Heimwerkern profitieren Personen, die Dekorationsartikel nachbilden oder Geschenke erstellen möchten. Liegt ein Deko-Artikel bereits vor, kann er eingescannt und nachgebildet werden. Verbraucher erhalten Neuware zu einem geringeren Preis.

Es bleibt mit Spannung abzuwarten, wohin die Entwicklung der additiven Fertigung in Industrien und zuhause führt. Schließlich handelt es sich um eine Jahrzehnte alte Technik, der erst seit diesem Jahrzehnt die gebührende Aufmerksamkeit zukommt.

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Erstellt:
17. Februar 2020, 07:00 Uhr
Aktualisiert:
17. Februar 2020, 07:00 Uhr
zuletzt aktualisiert: 17. Februar 2020, 07:00 Uhr

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