Die Möglichkeiten mit 3D-Druck sind riesig. Löst die additive Fertigung traditionelle Verfahren bald ganz ab? Bild: Pixabay, frei

Die Möglichkeiten mit 3D-Druck sind riesig. Löst die additive Fertigung traditionelle Verfahren bald ganz ab? Bild: Pixabay, frei

Immer mehr Unternehmen aus der industriellen Fertigung entdecken den 3D-Druck für sich. Das Geschäft mit den 3D-Druckern wächst rasant. In Zukunft wird sich dieser Trend sogar noch verstärken. So prophezeit ein Bericht von Deloitte für das Jahr 2019 ebenso wie für die nächsten zehn Jahre ein weiteres Branchenwachstum im 3D-Druck von mehr als zehn Prozent pro Jahr. Wir analysieren diese Entwicklung und geben Ihnen einen Einblick in die aktuelle Situation im Markt:

3D-Druck im Prototyping besonders relevant

In der Fertigungsindustrie ist ein großer Wandel zu spüren. Während bisher Prototypen in einem langen und kostspieligen Prozess gebaut, geschliffen, geschnitten oder auch gestanzt wurden, wird genau dieses Vorgehen nun durch den 3D-Druck effektiver gestaltet: Dank der neuartigen 3D-Drucktechnologie wird das verwendete Material zu einem Stück zusammengeklebt oder verschmolzen.

Den größten Vorteil bei der Herstellung von Prototypen mit 3D-Druckern bietet dabei die hohe Flexibilität: Entwickler und Ingenieure können komplexe sowie individuelle Modelle schneller und wesentlich kostengünstiger anfertigen. Auch das Erstellungsvolumen eines Objekts hat sich im 3D-Druck wesentlich verändert. Besonders in Anwendungen der Luftfahrt- und Automobilindustrie werden große Einzelteile wie Kabinenteile oder Autokarosserien mit 3D-Druckern hergestellt. Aber welche Materialien und Werkstoffe liegen im Trend, welche Rolle spielen Filamente, welcher Mix ist der richtige und welche Potenziale hat der 3D-Druck noch? Wir zeigen Ihnen die 4 größten Trends der additiven Fertigung:

Trend 1: Gefragte Materialien

Gerade bei der Herstellung von Prototypen eignet sich Kunststoff besonders gut, da die Produktion kostengünstiger ist als bei anderen Materialien. Und dennoch wird in der Fertigung bei Unternehmen aktuell auch ein anderer Trend beobachtet: Bei der Herstellung von fertigen Teilen gewinnt Metall – ein stabilerer Rohstoff, verglichen mit Kunststoff – immer mehr die Oberhand. Eingesetzt wird Metall bei der 3D-Druckherstellung in der Fertigung beispielsweise bei Spritzgussformen. Im privaten Bereich oder auch in anderen Industriesektoren sind 3D-Drucker, die Metall einsetzen können, nichtsdestotrotz noch nicht so weit verbreitet.

Trend 2: Flexible Filamente mit mehr Möglichkeiten

Auch die Verarbeitung von flexiblen Filamenten hat sich ihren Weg in die Welt der 3D-Drucker gebahnt und damit die Herstellung verschiedener Objekte noch um ein Vielfaches erhöht. Flexible Filamente sind Kunststoffe, die sich unter verschiedenen Belastungen wie Zug oder Druck elastisch verformen lassen und anschließend wieder in ihre ursprüngliche Form zurückfinden – vergleichbar mit einem Gummiband. Flexible Produktion mit 3D-Druck ist besonders bei Produkten interessant, die nicht starr und formfest bleiben sollen, beispielsweise bei Sportschuhen.

Trend 3: Materialmix beim 3D-Druck

3D-Druck - Material Filament. Bild: Pixabay, frei
Oft liegt in der Mixtur der Materialien das Geheimnis komplexerer Geometrien. Bild: Pixabay, frei

Für den 3D-Druck galt es lange als Heiliger Gral: Das Drucken mit zwei unterschiedlichen Materialien. Eine neue Generation von 3D-Druckern ermöglicht es nun in der Industrie, dass zwei verschiedene Materialien in nur einem 3D-Druckvorgang gleichzeitig verarbeiten werden. Eine Möglichkeit, die besonders Entwickler erfreut, da sich der Druckaufwand erheblich reduziert und der Prozess für unterschiedliche Anwendungen insgesamt flexibler gestaltet wird. Nötig ist dies beispielsweise in der Luftfahrtindustrie, wo Hersteller immer öfter auf 3D-Druck zurückgreifen: Flugzeugtragflächen etwa bestehen aus Carbonfasern sowie Kunstharz und können nun in einem Vorgang 3d-gedruckt werden. Die Branche profitiert vom Mix der Materialien vor allem dadurch, dass die Herstellung komplexerer Objekte auch in ausgefalleneren Geometrien ermöglicht wird.

Trend 4: 3D-Druck ist nachhaltig

Das Thema Nachhaltigkeit sorgt weltweit für viele Diskussionen. Auch Unternehmen aus der Fertigung können durch die Verwendung von 3D-Drucktechnologie einen Beitrag dazu leisten: Dank der genauen 3D-Druckherstellung von Prototypen fallen geringere Verschnittmengen an. Denn 3D-Drucker sind darauf programmiert, nur so viel Material zu verwenden, wie benötigt wird. Dadurch wird wiederum weniger Abfall produziert.

Der ökologische Gedanke wird mithilfe von weltweiten Initiativen aber sogar noch weitergesponnen: Der Ansatz beinhaltet, dass vorhandene Plastikabfälle recycelt werden. Plastikflaschen und Verpackungsmüll werden beispielsweise zu kleinen Pellets gepresst und anschließend zu dünnen Plastikfäden geschmolzen: dem Filament für den 3D-Drucker.

Fazit: Großserienproduktion bereit für den 3D-Druck?

Auch wenn es sich bei additiven Fertigungsverfahren noch um eine sehr junge Fertigungstechnologie handelt, ist diese aus der Industrie nicht mehr wegzudenken. Hauptanwendungsgebiet bleibt derzeit das Prototyping – eine vollständige Ablösung traditioneller Fertigungstechniken ist noch nicht in Sicht. Dennoch reift die additive Fertigung sehr schnell und mit ihr die Möglichkeiten der Materialvielfalt – ein wichtiger Punkt, um die Entwicklung von 3D-Druckern weiter voranzutreiben und der Vision näher zu kommen, eines Tages alles mit einem 3D-Drucker herstellen zu können.

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Zum Thema: Fertigung mit 3D-Druck bei Protolabs - Quelle: ke NEXT