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3D-DRUCK oder ADDITIVE FERTIGUNG

Bild: Ein (nicht vollständiger) Überblick der Verfahren, Hersteller und Materialien

(Vortrag: Reinhold Berlin: Arbeit im Wandel/Arbeit 4.0, 2017)

Stand: 28.11.2018

„Additive Herstellungsverfahren“ (AM=Additive Manufacturing, 3D-Druck, Rapid Prototyping, Generative Herstellung, Layer Manufacturing, Schichtbautechnologie) erzeugen ein reales 3D-Teil Schicht für Schicht automatisch aus einzelnen Schichten (2D-Schnitte). Eine Software erstellt dazu aus 3D-CAD-Daten die für das jeweilige Verfahren passenden Daten und steuert den Prozeß.

Damit muss ein herzustellendes Objekt (von einer Mikroschraube bis zu einem Haus ist heute alles realisierbar) zunächst als 3-D-Modell mittels einer Software erstellt oder per Scanner digitalisiert werden. Danach wird das Datenmodell mit einer speziellen Software in einzelne Schichten zerlegt (die Dicke hängt von der gewünschten Genauigkeit, vom Material und vom Verfahren ab). Anschließend kann der 3-D-Druck starten.

1987 wurden erste Verfahren in verkaufsfähige Maschinen umgesetzt.

Ich selbst habe das Verfahren 1988 in der Firma 3D-Systems in Darmstadt kennengelernt. Dort wurde eine Stereolithographie-Maschine vorgestellt, die 'über Nacht' ein sehr zerbrechliches, gelb-transparentes 3D-Teil herstellen konnte. Die Maschine war für knapp eine Millinen-DM zu kaufen. Bei der Stereolithographie wird ein UV-aushärtender Kunststoff verwendet, der mit Laserlicht vernetzt wird. Seitdem gibt es eine Vielzahl von Herstellern, Verfahren und Materialien. Nicht nur Kunststoffe sind heute druckbar, sondern auch Metalle und Baustoffe (Häuser).

Nachdem inzwischen viele Patente ausgelaufen sind, kommen auch immer mehr Start-Ups auf den Markt. Neben kleineren Modifikationen, die dann oft auch zu einem neuen Verfahrensnamen führen,  gibt es auch Ansätze, die Verfahren 'deutlich' schneller zu machen, um sie heraus aus der Herstellung von Prototypen hin zur echten Produktion zu führen. Für den Kunststoffdruck (licht-aushärtendes Verfahren) verspricht dies ('100 bis1000-fach schneller') die erst seit 2015 auf dem Markt agierende Firma Carbon3D Inc. Anwender dieses Lizenzverfahrens (man kann die Maschinen nicht kaufen), ist in Deutschland u.a. BMW. Im Metalldruck ist das ein Verfahren, das ebenfalls eine 100 bis 1000 mal schnellere Aufbaurate verspricht, bei dem Metallpulver mit dem SP3D-Verfahren über eine Raketendüse in dreifacher Überschallgeschwindigkeit auf die Trägerplatte gefeuert wird.

Damit kommen die Verfahren der Aussage des SIEMENS CEO's Joe Kaeser von 2016 näher, der sagte, dass 'die additive Fertigung die Fabriken heutiger Prägung verschwinden lassen und die Teile zukünftig zu Hause oder bei einem lokalen Dienstleister im Ort gedruckt werden'.


3D-Druck im Konsumerbereich

Auf ->dieser Seite kann man Beispiele für den Endverbraucher sehen. Mit dem kohlefaserverstärktem LUVOCOM® PA66 wird ein Träger für Ski-Roller in Serie gedruckt und aus LUVOSINT® TPU die Mittelsohle für Sportschuhe. Selbst Kleidung ist realisierbar: Lasergesintertes Kleid aus LUVOSINT® TPU X92-A.


Reinhold Berlin


Quellen

https://www.vdi-nachrichten.com/Technik-Gesellschaft/Schicksalsfrage-Digitalisierung, 17.6.2016


https://www.form-werkzeug.de



Weitere Infoquellen:

https://www.3d-grenzenlos.de


Bild: GDP: Gel Dispensing Printing

Mit freundlicher Genehmigung der FIT AG


- Große Bauteile (1,8 m x 1,2 m x 1,5 m)

- Hohe Aufbaurate (0,33 m/h)

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