3D-Druck – Hype oder industrielle Revolution?

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Aus CAD-Daten mit 3D-Drucker Einzelexemplare drucken

In Deutschland beschäftigt sich Professor Dr. Jan Borchers von der RWTH Aachen mit dem Thema. Er betreibt an seinem Lehrstuhl seit 2009 Deutschlands erstes Fab Lab, in dem Besucher 3D-Drucker und andere Technologien nutzen können. „3D-Drucker gibt es schon seit Jahren und Unternehmen verwenden sie für Rapid Prototyping“, so Borchers. Bei diesem Verfahren werden vorhandene CAD-Daten möglichst ohne manuelle Umwege oder Formen schnell in Werkstücke umgesetzt. 3D-Drucker können nur mithilfe der Daten Kunststoffmodelle herstellen, meist als Einzelexemplar.

Die Entwicklung auf dem Markt für 3D-Drucker vergleicht Borchers mit den Entwicklungen bei Laserdruckern: „Diese kosteten anfangs einige 100.000 Euro und sind heute sehr günstig zu erhalten.“ Inzwischen gibt es auch bei den 3D-Druckern eine ganze Reihe von Produkten, die unter 1000 Euro zu erhalten sind. Damit haben auch kleine oder mittlere Unternehmen sowie Geschäfte und Start-ups die Möglichkeit, diese zu erwerben. Laut Borchers können sich hieraus ganz neue Geschäftsfelder entwickeln.

Günstige 3D-Drucker stellen Kunststoffmodelle her

Die günstigen 3D-Drucker schmelzen meist zunächst einen Kunststoff wie ABS auf. Dann wird dieser durch eine feine Düse versprüht. Borchers vergleicht das Prinzip mit einer Heißklebepistole. Eine bewegliche Düse versprüht dann Streifen für Streifen auf einer Platte zu einer dreidimensionalen Struktur. Es entsteht eine Plastikkontur. Wenn der Drucker damit fertig ist, fährt die Platte runter und die Düse ein wenig hoch. Dann betragen die Verschiebungen nur Bruchteile von Millimetern. Es wird die nächste Spur auf der schon erkalteten darunterliegenden aufgelegt, eine dreidimensionale Struktur entsteht. „Das Verfahren ist additiv, das heißt, ich füge Materialien hinzu. Ein Computer steuert den Prozess, Punkt für Punkt“, erklärt der Aachener Professor. Damit kann jedes Objekt ein wenig anders aussehen, indem man dem 3D-Drucker veränderte Daten überspielt.

Ersatzteile direkt aus dem Drucker

Konkrete Anwendungen sieht Borchers zum Beispiel bei der Produktion von Ersatzteilen direkt vor Ort. Bei einem defekten Gerät im Haushaltsbereich kann das Teil direkt vor Ort mithilfe eines 3D-Druckers durch das Überspielen von Daten realisiert werden, indem sie von der Homepage des Unternehmens heruntergeladen werden. Dann stellt der 3D-Drucker das Teil her. Hierdurch entfallen die energieaufwendigen Transportprozesse. Bislang wurde die hohe Qualität der Bauteile, die durch klassische Verfahren der Kunststofftechnik erzielt werden, jedoch noch nicht erreicht.

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