3D-Druck: Die vielfältigen Anwendungsbereiche

WO WIRD 3D-DRUCK BEREITS ANGEWENDET? IN WELCHEN BEREICHEN LOHNT SICH DAS 3D-DRUCK VERFAHREN?

Die Produktion mithilfe des 3D-Druckers ist keineswegs eine Anwendung der Zukunft. Auch heute wird das 3D-Druck-Verfahren bereits in vielen unterschiedlichen Bereichen angewendet. Dabei ist die Technologie z.B. im Punkt Serienfertigung noch nicht ganz ausgereift, eignet sich dafür aber umso mehr für die Herstellung von maßgefertigten Stücken, Sonderteilen und Prototypen.

Präzision, Einfachheit, Qualität und unglaubliche Vielseitigkeit – diese Eigenschaften machen 3D-Druck zu einer der aktuell am schnellsten wachsenden Technologien.

Besonders bei der Entwicklung neuer Produkte und Bauteile ist 3D-Druck ein unglaublicher Fortschritt: Prototypen und vollständig individualisierte Teile können schnell und verhältnismäßig einfach hergestellt werden. Es müssen vorher keine benötigten Werkzeuge gebaut oder Maschinen angepasst werden. Zudem handelt es sich bei 3D-Druck um ein additives Fertigungsverfahren, das viel materialsparender ist, als herkömmliche subtraktive Methoden.

Es kann zudem eine Vielzahl von Materialien für den Druck verwendet werden: von Metallen bis zu vielen verschiedenen Kunststoffarten. Auch unterschiedliche Materialien in einem Druckvorgang sind möglich. Dabei sind nicht nur die verfügbaren Materialien besonders vielseitig, sondern auch die unterschiedlichen Anwendungsfelder, in denen 3D-Druck uns heute schon enorm hilft.

3D-DRUCK IN DER LUFT- UND RAUMFAHRTTECHNIK / AUTOMOBILBRANCHE

Das 3D-Druck-Verfahren ist sowohl in der Luft- und Raumfahrttechnik als auch in der Automobilbranche bereits ein fester Bestandteil des Fertigungsprozesses. Mit der Verwendung von Hochleistungskunststoffen wie PEEK, PEKK und ULKEM können besonders leichte Bauteile mit sehr hoher mechanischer und thermischer Beständigkeit hergestellt werden. Durch eine leichtere und trotzdem widerstandsfähige Bauweise können leistungsfähigere Maschinen mit geringerem Treibstoffverbrauch gebaut werden.

Bauteile aus dem Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie, die schon heute mithilfe von Kunststoff-3D-Druck gefertigt werden, sind Teile der Innenausstattung (z.B. Armlehnen), Hydraulikkomponenten, Drohnen und sogar Roboterteile für unbemannte Weltraummissionen.

Bei MAN und Siemens werden Turbinenschaufeln mithilfe des 3D-Druck-Verfahrens hergestellt. Dabei wird die Effizienz der Turbinenschaufeln verbessert durch die Integration von komplexen Kühlkanälen, die sich durch das innere der Leitschaufel bewegen. Die leistungsstärksten Bremssättel der Welt hat Bugatti für seine Fahrzeuge angefertigt. Und wie? Direkt aus dem 3D-Drucker! Große Marken der Automobilbranche nutzen also bereits das volle Potential des 3D-Druckens für sich.

3D-DRUCK IN DER LEBENSMITTELINDUSTRIE

Eine futuristische Vorstellung wie aus dem Sci-Fi-Film ist der Burger direkt aus dem 3D-Drucker. Zwar können noch keine vollständigen Gerichte mithilfe von 3D-Druck hergestellt werden, doch bereits jetzt werden verschiedene Lebensmittel mit 3D-Druckern gefertigt. Dazu gehören z.B. Gummibärchen und andere Süßigkeiten, Nudeln, oder Fertigprodukte wie Burger-Patties.

In der Lebensmittelindustrie wird 3D-Druck zudem auch zur Herstellung von individualisierten Verpackungen für Essen oder Getränke, wie z.B. die recyclebaren PET-Flaschen verwendet. Auch Backformen oder Gussformen können im 3D-Drucker produziert werden.

DAS 3D-DRUCK-VERFAHREN FÜR KONSUMGÜTER & KLEIDUNG

Wie zu Beginn erwähnt ist 3D-Druck für die Serienfertigung noch nicht geeignet. Dabei ist gerade bei Konsumgütern wie Kleidung, Schuhen, Schmuck, Dekorationen und Spielzeugen gewünscht, in möglichst kurzer Zeit möglichst viele Teile zu produzieren. Trotzdem ist die Verwendung des 3D-Drucks z.B. bei der Herstellung von Turnschuhen bereits sehr beliebt. Denn im Gegensatz zum Spritzgussverfahren lassen sich mit dem 3D-Drucker z.B. besonders leichte Sohlen herstellen, die statt aus einer massiven Struktur aus einer Gitternetzstruktur bestehen. Außerdem ist die kostengünstige Produktion von individualisierten Sportschuhen, die perfekt an den Fuß des Läufers angepasst sind, möglich.

Auch Modeartikel wie Kleidung und Schmuck können mithilfe von 3D-Druck hergestellt werden. Besonders beliebt ist das 3D-Druck-Verfahren für Spielzeuge wie Murmelbahnen, Spielzeugroboter, Tierfiguren und sogar didaktische Spiele für Kleinkinder.

Auch Haushaltsgegenstände wie Dekoartikel, Lampen oder Verkleidungen von Haushaltsgeräten wie Föhn oder Küchenmaschine können effizient gefertigt werden.

3D-DRUCK IN MASCHINENBAU & FERTIGUNG

Prototypen, spezielle Werkzeuge und individualisierte Bauteile zu produzieren, kann zeit- und materialaufwendig und dementsprechend teuer sein. Mithilfe des 3D-Drucks ist das schneller, einfacher und kostengünstiger möglich. Wenn bei der Herstellung des Prototypen Verbesserungspotentiale und Fehler auffallen, können diese beim 3D-Druck-Verfahren besonders schnell geändert werden.

Seltene und nicht mehr auf dem Markt erhältliche Produkte wie z.B. Ersatzteile für Oldtimer und anderen Maschinen können mithilfe des 3D-Drucks wirtschaftlich sinnvoll hergestellt werden. Es werden dafür keine spezialisierten Werkzeuge und Maschinen benötigt werden, die die Herstellung astronomisch teuer machen würden.

Auch für Teile, bei deren Herstellung hohe Präzision gefragt ist, wie Schaltkreise oder Elektroteile, ist 3D-Druck besser geeignet als herkömmliche Verfahren.

Produkte, für die vorher Formen benötigt wurden, können durch das additive Verfahren des 3D-Drucks ohne Formen hergestellt werden. Außerdem können massive Bestandteile der Produkte durch leichtere, flexiblere und luftdurchlässigere Materialien ersetzt werden. 3D-Druck hilft also vor allem bei der Optimierung der eigenen Produkte, weil er den Weg zu neuen Möglichkeiten öffnet.

DER 3D-DRUCKER IN MEDIZIN & FORSCHUNG

Im Bereich der Medizin war 3D-Druck besonders für Implantate und Prothesen revolutionär. Da jeder menschliche Körper unterschiedlich ist, ist Serienproduktion von künstlichen Kniegelenken, Beckenknochen oder anderen Implantaten unmöglich. 3D-Druck ermöglicht die verhältnismäßig einfache und günstige Fertigung von diesen wichtigen medizinischen Produkten und macht Implantate und Prothesen so für einen viel größeren Teil der Bevölkerung zugänglich.

Für komplizierte chirurgische Eingriffe können mithilfe des 3D-Drucks realitätsnahe Modelle der Organe hergestellt werden, an denen das Operationsteam üben kann. Die Risiken der tatsächlichen Operation werden damit so weit wie möglich minimiert. Laut Analysen verwenden ca. 25 % aller Chirurgen 3D-gedruckte Modelle, um Ihre Operationen vorzubereiten.

3D-DRUCK MODELLBAU IN ARCHITEKTUR UND BAUWESEN

Die bisher gängigste Anwendung des 3D-Drucks im Bauwesen ist der Druck von architektonischen Modellen. Diese werden in den meisten Fällen aufwendig von Hand gebaut. Bei komplexeren Modellen hilft ein 3D-Drucker ungemein, weil die Modelle ganz einfach auf verschiedene Größen skaliert werden können und kleine Änderungen leichter vorzunehmen sind. Auch die Reproduktion ist viel einfacher als beim händischen Modellbau.

Sogar echte Bauteile wie Betonteile oder Stahl können theoretisch mit dem 3D-Drucker hergestellt werden. In Amsterdam gibt es seit 2021 die erste Stahlbrücke, die mithilfe des 3D-Druck Verfahrens gebaut wurde. Diese Anwendung in Architektur und Bau ist allerdings noch am Anfang ihrer Entwicklung und nicht so weit fortgeschritten wie in den anderen Bereichen.

3D-DRUCK SERVICE: EINFACHE IMPLEMENTATION DES 3D-DRUCKS IN DIE EIGENE INDUSTRIE

Wieso verzichten so viele Unternehmen auf die Anwendung des 3D-Drucks, obwohl die Anwendungsmöglichkeiten und die Vorteile so vielseitig sind?

Die Anschaffung eines oder mehrerer eigener 3D-Drucker, sowie die Einstellung oder Schulung spezialisierter Mitarbeiter ist eine kostenschwere Investition. Dabei fehlt oft das Wissen über das relativ neue Verfahren, welches die Gewissheit gibt, dass die Implementation des 3D-Drucks im eigenen Unternehmen wirklich lohnenswert ist.

Doch dafür gibt es spezialisierte Unternehmen, die 3D-Druck Service anbieten. So finden Sie einen vergleichsweise risikofreien Weg, das 3D-Druck-Verfahren in Ihrem Unternehmen anzuwenden.

Wir bei Puhlmann Printing beraten Sie gern, ob und wie die Anwendung des 3D-Drucks für Ihr Unternehmen möglich ist und freuen uns, Ihre Fertigungsaufträge in Arbeit zu nehmen.

15. April 2024