Der 3D-Druck zählt zu den additiven Fertigungsverfahren. Ausgangspunkt für den 3D-Druck sind digitale, dreidimensionale Konstruktionsdaten, die durch den schichtweisen Auftrag von unterschiedlichen Materialien in einem 3D-Drucker in ein reales Bauteil überführt werden. Dadurch unterscheidet sich der 3D-Druck grundlegend von konventionellen, Material abtragenden Verfahren wie Fräsen, Bohren oder Drehen.
Anwendungsbereiche für den 3D Druck
Beispiele für den Einsatz des 3D-Drucks ist der Bau von Prototypen, Ersatzteilen, Gusskernen und die Anwendung bei der Kleinserienfertigung. In der Medizintechnik wird der 3D-Druck für die Herstellung individueller Prothesen- und Hörgeräte, von Implantaten in der Zahnmedizin oder die Anfertigung von maßgeschneiderten Stützstrukturen für das Zellwachstum eingesetzt. In der Luft- und Raumfahrttechnik ermöglicht der 3D-Druck die Anfertigung von hochfesten und leichten Bauteilen in der Einzel oder Kleinserienfertigung. Weitere Einsatzgebiet sind die Schmuck- & Modebranche sowie in Forschungseinrichtungen.
Materialien beim 3D-Druck
Die Palette der im 3D-Druck verarbeitbaren Materialien wurde und wird kontinuierlich erweitert. Je nach Druckverfahren können unterschiedliche Kunststoffe, Kunstharze, Silikone, Keramik, Stahl, Leicht-, Bunt- und Edelmetalle sowie Verbundwerkstoffe eingesetzt werden. Die große Auswahl einsetzbarer Materialien ermöglicht, beim 3D-Druck für nahezu jede Anwendung den optimalen Werkstoff einzusetzen.
Vorteile des 3D-Drucks bei der Produktentwicklung und Fertigung
Die Vorteile des 3D-Drucks beginnen dort, wo konventionelle Herstellungsverfahren an ihre Grenzen stoßen. 3D-Druck ermöglicht den sogenannten Design Driven Manufacturing Process, bei dem die Konstruktion der Bauteile das Fertigungsverfahren bestimmt – und nicht umgekehrt.
Designfreiheit bei der Konstruktion
War es in der Vergangenheit erforderlich, die zur Verfügung stehenden Fertigungsverfahren schon bei der Konstruktion eines Bauteiles zu berücksichtigen, ist dieser einschränkende Zwang heute nicht mehr gegeben. 3D-Druck gewährt ein so hohes Maß an Designfreiheit, Möglichkeiten der Funktionsoptimierung und -integration, dass Bauteile heute in aller Regel so konstruiert werden können, wie es für die optimale Erfüllung der an sie gestellten Anforderungen erforderlich ist. Die Additive Fertigung des 3D-Drucks ermöglicht dabei höchst komplexe und gleichzeitig extrem leichte und stabile Strukturen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht oder nur unter hohem Aufwand realisierbar sind.
Kosten & Zeitersparnis durch 3D-Druck
Die Additive Fertigung mit einem 3D-Drucker bietet bei der Anwendung im Rapid Prototyping ein erhebliches Einsparpotenzial. Die Produktentwicklung bis hin zur Markteinführung kann durch den 3D-Druck entscheidend verkürzt werden. Der große Vorteil: Wenn an einem Prototyp Änderungen erforderlich sind, dauert es keine Tage oder gar Wochen, bis ein neuer Prototyp hergestellt ist. Beim 3D-Druck vergehen meist nur wenige Stunden von der Konstruktionsänderung bis zur Fertigstellung des neuen Prototypen.
Nahtloser Übergang von der Produktentwicklung zur Serienfertigung
Nicht nur für den Bau von Funktionsprototypen und Anschauungsmodellen bietet der 3D-Druck ein erhebliches Einsparpotenzial. Die Additive Fertigung hat mittlerweile Einzug in die Serienfertigung gehalten. Das bedeutet für Unternehmen unterschiedlicher Industriezweige, dass der Übergang von der Produktentwicklung in die Serienfertigung nahezu nahtlos erfolgen kann. Insbesondere für die Kleinserienfertigung ergeben sich dadurch erhebliche Kosteneinsparungen, da der Bau von Produktionswerkzeugen und Fertigungseinrichtungen entfällt. Der 3D-Druck eröffnet Unternehmen neue Möglichkeiten im Hinblick auf einen gesteigerten Kundennutzen, das Erreichen einer nachhaltigen Produktion und bietet ein großes Potenzial bei der Kostenreduzierung.