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15.05.2014

Trendbarometer: Ersatzteile aus dem 3D-Drucker?

Hinter 3D-Druck steckt der computergesteuerte Aufbau von dreidimensionalen Werkstücken mit 3D-Daten. Dieser findet bereits in vielen Branchen Anwendung, zum Beispiel im Maschinenbau und in der Autoindustrie (Spezialteile, Ersatzteile), in der Medizin (Zahnersatz, Gebisse, Hüftgelenke, Hörgeräte), bei der Schmuckerzeugung oder bei Spielwaren. Weltweit gibt es mehr als 70 Hersteller von 3D-Druckern mit einem jährlichen Umsatz von etwa zwei Milliarden Euro allein bei den Geräten.

 

Die Technologie selbst ist nicht neu. Das Verfahren wurde schon Mitte der 1980er Jahre in den USA unter dem Begriff „Rapid Prototyping“ entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Produktionsverfahren, welches mithilfe von 3D-Daten dreidimensionale Werkstücke computergesteuert schichtweise aufbaut. Ähnlich einem Tintenstrahldrucker wird die programmierte Kontur zuerst in einer Ebene abgefahren und dann in der nächsten Ebene und so fort, bis der komplette Teil entsteht.

Die verwendbaren Werkstoffe sind fest oder flüssig, zumeist Kunststoffe, aber auch Kunstharze, Keramik und bereits auch verschiedene Metalle bis zu Titan.

 

Additive Manufacturing.

Im Lauf der Zeit haben sich verschiedene spezifische Verfahren des 3D-Drucks entwickelt, wie etwa Lasersintern, Laserauftragsschweißen, Stereolithographie, Laminated Object Modeling (LOM). Allgemein spricht man bei diesen Verfahren von „Additive Manufacturing“. Bei einzelnen Verfahren sind bereits Genauigkeiten im Mikro- oder sogar Nanometerbereich erzielbar.


Durch die mittlerweile große Vielfalt der Verfahren und Werkstoffe sowie dem Preisverfall der Technologie eröffnet sich eine große Breite neuer Anwendungsmöglichkeiten. Fest steht, je mehr Funktionen ein Bauteil oder eine Baugruppe haben soll und je komplexer die Geometrie ist, desto wirtschaftlicher kann die Herstellung in einem 3D-Verfahren sein. Dabei verhält es sich umgekehrt zu bisherigen Normen für günstige Produktion durch große Mengen: je geringer die Stückzahl, desto wirtschaftlicher die Herstellung durch Additive Manufacturing. Zudem bietet 3D-Druck den Vorteil, dass Formen oder Ausführungsdetails einfach variiert und Teile individuell gestaltet werden können.