Die Vielfalt des 3D Drucks
Was haben Aluminium, Stahl, Keramik und Kunststoff gemeinsam? Sie können alle mittels eines 3D-Druckers in jede beliebige Form gebracht werden. Unter dem englischen Begriff „additive manufacturing“ verbirgt sich die Sparte des 3D Drucks. Werkstücke, die vorher mühsam aus einem massiven Aluminiumblock gefräst werden mussten, können in 3D-Druckern Schicht für Schicht aufgebaut werden. Auch Teile, die konventionell durch das CNC-Drehen produziert werden, können im Drucker gedruckt werden. Es wird also Material zusammengeschmolzen, anstatt es abzutragen. Diese Form der Fertigung wird bereits von Firmen wie 3D Hubs online angeboten und verspricht maximale Flexibilität und nahezu keinen Beschränkungen in Kombination mit geringen Liefer- und Produktionszeiten.
Kunststoffe
Die ersten Materialien, die durch einen 3D-Drucker druckbar waren, waren diverse Kunststoffe. Heute ist die Vielfalt der verwendbaren Materialien enorm. Allein 3D Hubs bietet acht verschiedene Kunststoffsorten an. Darunter sind die klassischen Materialien wie ABS oder PLA, aber auch Nylon, TPU und der Hochleistungskunststoff „PEI ULTEM 9085“ sind Teil der Auswahl. Der Vorteil der neuen Technologie liegt also auf der Hand. Man kann Modelle schnell und in verschiedensten Materialien ausdrucken lassen. Das hat wiederum Einfluss auf den Konstruktionsprozess. Da praktisch so gut wie alles möglich ist, muss im Vorfeld genauestens geplant werden, welche Anforderungen das Werkstück zu erfüllen hat. Je nach Aufgabe ist dann zu entscheiden, welche Materialeigenschaften wie Dichte, Härte oder Flexibilität, erforderlich sind. Über die Einschränkungen, die das Fertigungsverfahren vorgibt, muss man sich nur wenige Gedanken machen. Die Wandstärke einzelner Komponenten kann problemlos auch nur wenige Millimeter betragen. Man muss allerdings beachten, dass sich 3D Druck aktuell noch nicht für eine Massenproduktion eignet, da selbst kleine Teile eine Druckzeit von mehreren Stunden haben.
Metalle
Neben den 3D-Druckern für Kunststoff haben sich auch schnell Verfahren entwickelt, mit denen auch Metalle gedruckt werden können. Dies war der Türöffner für die industrielle Nutzung. Erstmals konnten Ersatzteile mit einer komplizierten Geometrie und spezielle Maschinenteile ohne großen Aufwand gefertigt werden. Natürlich hat sich die Entwicklung über die Zeit verzweigt und es stehen nun viele verschiedene Verfahren zur Auswahl, mit denen eine große Palette von Metallen verarbeitet werden kann. Klassische Metalle sind dabei Aluminium oder Edelstahl, aber es können auch Teile aus Titan oder Legierungen wie Kobaltchrom oder Inconel mit einem modernen 3D-Drucker verarbeitet werden. Ähnlich wie bei den Kunststoffen bietet das den Vorteil die Materialeigenschaften gut auf die Anforderungen abstimmen zu können.
Keramiken
Einer der neuesten Werkstoffe, der per 3D Druck in fast jede Form gebracht werden kann, ist die Keramik. Auch hier handelt es sich um einen Werkstoff, der besonders in der Industrie zum Einsatz kommt und die 3D-Drucktechnologie somit noch interessanter werden lässt. Anwendung, die davon profitieren, dass Keramik sowohl ein guter elektrischer als auch thermischer Isolator ist, profitieren jetzt auch von der neuen Flexibilität des 3D Drucks.
Was bringen die Entwicklungen mit sich?
Die immer größere Vielfalt, der zur Verfügung stehenden Druckmaterialien, macht die Technologie des 3D Drucks für immer mehr Branchen immer attraktiver. Werkstücke, die vorher durch CNC Fräsen und CNC Drehen in Kombination hergestellt werden mussten, können durch 3D Druck in einem Stück hergestellt werden. Immer mehr konkurrierende Onlineanbieter von 3D-Druckdiensten lassen den Preis dieses Herstellungsprozesses immer weiter sinken. Folglich finden 3D gedruckte Teile Einzug in immer mehr Produkte und Entwicklungsabteilungen.