Grundlagen 3D-Druck
Der 3D-Druck übt seit seiner Erfindung und der Markteinführung der ersten Geräte eine große Faszination auf Konstrukteure, Ingenieure, Techniker und Handwerker aus. Die Aussicht auf die Realisierung bisher nicht dagewesener Produktgeometrien sowie die einfache Herstellung von Einzelanfertigungen beflügelt die Fantasie. Doch nicht alles was denkbar ist, kann auch wirtschaftlich sinnvoll hergestellt werden. Die mögliche Verwendung eines 3D-Druckers hängt im Wesentlichen vom Grundmaterial wie z.B. Kunststoff oder Metall sowie von der Größe des Fertigungsstückes ab. Nachfolgend haben wir einige Informationen zum Thema 3D-Druck zusammengestellt.
Additive Fertigunsverfahren
Der 3D-Druck gilt als das Synonym für Additive Fertigungsverfahren. Dabei handelt es sich um eine Technik, bei dem auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Somit unterscheidet sich das 3D-Druck Verfahren entscheidend von herkömmlichen, abtragenden (substraktiven) Methoden, wie z. B. dem Fräsen. Hierbei wird aus einem festen Block das Fertigungsteil herausgefräst, während bei der Additiven Fertigung das Bauteil Schicht für Schicht aus Werkstoffen hergestellt wird. Als Materialien stehen aktuell verschiedene Holz- und Kunststoffe sowie einige Verbundwerkstoffe zur Verfügung.
Besondere Bedeutung kommt den Additiven Fertigungsverfahren im Rapid Prototyping zu. Hierbei handelt es sich um den Bau von Anschauungs- und Funktionsprototypen. Da es möglich ist, verschiedene Modellvarianten schnell und ohne Herstellung von speziellen Werkzeugen (wie z.B. Spritzgusswerkzeugen) herzustellen, wird der Entwicklungsprozess deutlich beschleunigt und die Kosten reduzieren sich.
Wo konventionelle Fertigungsverfahren an ihre Grenzen stoßen, zeigen Additve Fertigungsverfahren ihre Stärke. Hierfür ist jedoch ein Umdenken notwendig, denn bei Additiven Fertigungsverfahren bestimmt die Konstruktion die Fertigung und nicht umgekehrt.
Neue Märkte erschließen. Die eigene Produktion flexibilisieren. Individuelle Produkte in „Losgröße 1“ anbieten und fertigen. Der 3D-Druck wird die industrielle Produktion von Grund auf revolutionieren. Additive Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck ermöglichen neue Formen der Wertschöpfung, die Neuentwicklung von Alleinstellungsmerkmalen und die Erschließung neuer Märkte. Im Rahmen von Industrie 4.0 spielt der 3D-Druck eine herausragende Rolle für die wirtschaftliche Fertigung. Unternehmen und Wissenschaft widmen sich vorrangig Themen wie der Marktdurchdringung, den technischen Möglichkeiten und Grenzen sowie den Produkt- und Prozessinnovationen. Der Fokus liegt dabei vor allem auf dem Nutzen, der durch den 3D-Druck entsteht. Vielfach genannte Vorteile sind beispielsweise die Möglichkeiten der kundenindividuellen Einzelfertigung, die Verkürzung der Produktentwicklungszeit, die Verringerung von Transportkosten und Lagerbeständen sowie die konstruktive Optimierung von Produkten. Diese Vorteile sind aber nur eine Seite der Medaille.