Vorteile der additiven Fertigung 3D-Druck in der industriellen Produktion – Chancen und Anwendungsbeispiele

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Durch das hohe Tempo des 3D-Drucks verändern sich Lieferketten in der industriellen Produktion. Zudem verbessern sich die Produkte aufgrund geringerer Design-Beschränkungen. Welche weiteren Vorteile gibt es und wo kann die additive Fertigung CNC ersetzen?

Für die Herstellung von Industrieprodukten und -anlagen ist die additive Fertigung ein wichtiges Mittel der Wahl. Das liegt vor allem an ihrem hohen Produktionstempo sowie der innovativen und einfachen Anwendung. Speziell gilt das für die Produktion von Maschinen und Werkzeugen, die für die Herstellung weiterer Güter verwendet werden sollen.

In diesem Segment kommen bislang meist konventionelle Technologien wie die CNC-Bearbeitung zum Einsatz, die aber mit hohem Kosten- und Zeitaufwand verbunden sind. Um Kosten zu sparen, kann der 3D-Druck in gleich mehreren Bereichen Ergänzung oder sogar Ersatz konventioneller Bearbeitungsmethoden sein. Die Produktionsplattform Xometry Europe vermittelt täglich eine Vielzahl von Aufträgen. Auf Grundlage dieses tiefen Markteinblicks gibt es hier die wichtigsten Praxisfälle:

Prototyping

Ganz unabhängig von der Branche ist der 3D-Druck die am besten geeignete Technologie für die Herstellung von Prototypen. Bei Industriegütern wird viel Geld in Forschung und Entwicklung gesteckt, denn bislang müssen Ingenieuren zahlreiche Iterationen durchlaufen. Hier trägt der schnelle 3D-Druck, auch Rapid Prototyping genannt, viel zur Kostensenkung bei. Zudem können Unternehmen auf diesem Weg rasch auf eine veränderte Marktnachfrage reagieren.

Designkomplexität und Innovation

Mit der additiven Fertigung lassen sich Bauteile mit wesentlich weniger Designbeschränkungen entwickeln als mit herkömmlichen Fertigungsverfahren. Diese Designflexibilität ebnet den Weg für Innovationen, denn sie ermöglicht Verbesserungen wie ein geringeres Gewicht (durch Gitterstrukturen) und komplexe Geometrien. Zudem liefern die neuen 3D-Technologien zunehmend auch gedruckte Teile aus mehreren Materialien mit individuellen Eigenschaften wie elektrischer Leitfähigkeit und variabler Festigkeit. Deshalb spielen additive Verfahren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von leichteren, schnelleren und effizienteren - kurz: besseren – Maschinen und Produkten.

3D-Druck

Zehn neue Verfahren für die additive Fertigung von Bauteilen

Schneller mit dem Produkt auf den Markt

Die additive Fertigung ermöglicht die kurzfristige On-Demand-Produktion fast jedes beliebigen Produkts bei kontrollierter Kostenstruktur und fester Vorlaufzeit. Dies verbessert die Produktionsrate erheblich, denn der Zeitbedarf für Entwicklung und Markteinführung verkürzt sich. Zudem werden neue oder bereits bestehende Teile mit verschiedenen 3D-Druckmaterialien in der gewünschten Menge direkt aus dem digitalen Bestand eines Herstellers oder aus dem CAD-Modell des Kunden hergestellt. Dies verändert die Lieferkette: Hersteller können Kundennachfragen unverzüglich bedienen und erhalten damit einen Vorteil gegenüber Wettbewerbern mit langen Lieferzeiten.

Werkzeugbau

Zu den Hauptanwendungen des 3D-Drucks in der Industrie gehört die Herstellung von Werkzeugen. Meist handelt es sich um leichte und haltbare Vorrichtungen, Lehren und Messgeräte. Auch Spritzgussformen lassen sich im 3D-Metalldruck leicht produzieren. Die traditionelle Herstellung von Werkzeugen hingegen erfordert viel Zeit und Design-Iterationen. Weil sich im 3D-Druck auch komplexe Designs verwirklichen lassen, können etwa herkömmliche Muster in der Formkühlung innovative Kühlkanäle ersetzen. Wird so der Kühlmechanismus der Form verbessert, steigt die Effizienz des Prozesses.

Zweiradmobilität

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Ersatzteile drucken statt Lager aufbauen

Mit Hilfe von CAD können Unternehmen Entwürfe für jedes Teil als digitale Kopie speichern, was eine Lagerhaltung überflüssig macht. So lässt sich ein Ersatzteil auf Abruf produzieren, statt es auf Vorrat zu lagern. Die gute Zugänglichkeit der Technologie wird dazu führen, dass Zulieferer sich immer weitere Anwendungsbereiche erschließen. So können sie eine einfache Versorgung mit 3D-gedruckten Komponenten und Ersatzteilen sicherstellen. Selbst Teile, die nicht mehr verfügbar sind, lassen sich auf der Grundlage von digitalen Scans bestehender Teile nachfertigen. Ersatzteile für automobile Oldtimer etwa lassen sich so leicht reproduzieren.

Dieser Beitrag ist ursprünglich auf unserem Partnerportal Industry of Things erschienen.

* Nikolaus Mroncz ist Sales Engineer bei Xometry Europe.

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