Monatsarchiv: August 2019

3D-Druck: Eine Vision wird zur Realität

Was noch vor wenigen Jahren wie pure Science Fiction klang, ist heute längst Realität geworden: Auf Knopfdruck lassen sich scheinbar aus dem Nichts Gegenstände der verschiedensten Art herstellen. Möglich macht das die Technologie des 3D-Drucks, die der damalige US-Präsident Barack Obama gar als neue industrielle Revolution bezeichnete. Er meinte damit aber in erster Linie jene Geräte, mit welchen sich Werkstücke aus Metall für den industriellen Bereich herstellen lassen.

Was bedeutet 3D-Druck?

Der 3D-Druck, oft auch unter dem Begriff Additive Fertigung bekannt, umschreibt sämtliche Fertigungsverfahren, bei welchen dreidimensionale Gegenstände dadurch hergestellt werden, dass Material schichtweise aufgetragen wird. Dieser Aufbau des Gegenstandes wird durch einen Computer gesteuert. Zunächst kam der 3D-Druck zum Einsatz, wenn es darum ging, Unikate, kleine Bauteile in großer Anzahl oder bei der Fertigung von Teilen, die äußerst komplex aufgebaut sind. Jedoch wurden die Anwendungsgebiete für dieses Produktionsverfahren in den vergangenen Jahren stetig ausgeweitet, sodass 3D-Drucker mittlerweile auch in der Industrie fast schon zum Alltag gehören.

Ein Quantensprung: der 3D-Druck mit Metall

Als äußerst spannend und besonders eindrucksvoll gilt der 3D-Druck mit Metall im industriellen Bereich. Die Grundlegende Technik, die dahinter steckt, reicht bis in die 1970er Jahre zurück, als das sogenannte pulverbettbasierte Schmelzverfahren vorgestellt wurde. Um Stücke aus Metallpulver schichtweise aufzubauen, wurden mehrere Verfahren zur Herstellung des Pulvers entwickelt. Jedoch wurde in den folgenden Jahren weiter an dieser Technologie geforscht und gearbeitet. Beispielsweise wurde in den 1990er Jahren ein Verfahren erfunden, welches eine Kombination von additiver Fertigung und Bearbeitung darstellt. Hergestellt werden heute im industriellen Bereich vorwiegend Werkzeugkomponenten oder Fertigteile für die verschiedensten Branchen.

Wie funktioniert der 3D-Metalldruck und welche Vorteile bietet er?

Bei diesem Verfahren baut der Metall 3D Drucker ein Objekt also schichtweise auf, wodurch es auch möglich ist, komplexe Strukturen im Inneren des Objekts aufzubauen. Das Metallpulver wird dabei in Schichten auf eine Bauplattform aufgebracht, die sich absenken lässt. Anschließend wird das Pulver mit Hilfe eines Lasers nach den Vorgaben aus dem CAD verschmolzen.

Zu den unbestritten größten Vorteilen gehört, dass Objekte mit einer komplexen Geometrie problemlos hergestellt werden können. Dazu gehören unter anderem Gitterstrukturen oder Kühlkanäle, die im Innern des Objekts liegen. Vor allem im Leichtbau offenbaren sich die weiteren Vorteile dieses Verfahrens. Denn es ist möglich, langlebige und zugleich belastbare Objekte herzustellen, die nur ein geringes Gewicht aufweisen. Positiv hinzu kommt die Tatsache, dass für die Gestaltung der jeweiligen Objekte eine äußerst große Designfreiheit herrscht und diese sich anschließend auch kostengünstig herstellen lassen.