3D-Druck Additive Fertigungsverfahren verändern die Industrielandschaft

Autor / Redakteur: Thomas Isenburg / Helmut Klemm

In den USA wurde das innovative Potenzial der 3D-Druck-Verfahren frühzeitig erkannt. Dort etablierten sich Unternehmen, die inzwischen über die meisten Patente zu diesen Verfahren verfügen, und dort sind rund 40 % der weltweit installierten 3D-Drucker aufgestellt – in Japan und Deutschland jeweils 10 %.

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Beim 3D-Druck wird pulverförmiges, geschmolzenes oder flüssiges Material schichtenweise aufeinander aufgebaut und ausgehärtet. Auf diese Weise entstehen dreidimensionale Objekte.
Beim 3D-Druck wird pulverförmiges, geschmolzenes oder flüssiges Material schichtenweise aufeinander aufgebaut und ausgehärtet. Auf diese Weise entstehen dreidimensionale Objekte.
(Bild: Isenburg)

In Hype-Cycle-Kurven trägt man Erwartungen an die Technik gegen die Zeit auf. Dabei geht es meistens langsam los, dann kommt es oft zu einem heftigen Anstieg mit überzogenen Erwartungen, und darauf folgt üblicherweise eine Zeit der tiefen Enttäuschung, bis man schließlich wieder in die Realität gelangt.

Prototypenbau durch 3D-Druck ist Stand der Technik

Bislang belegen die Verfahren des 3D-Drucks sämtliche Punkte dieser Kurve. So befinden sich Teilgebiete wie das 3D-Bioprinting sowie Macro-3D-Printing noch im aufsteigenden Kurventeil, das Consumer-3D-Printing sowie Macro-Systeme haben das Erwartungsmaximum gerade überschritten und 3D-Printing-Scanner sowie -Servicebüros sind in den USA bereits in der Realität angekommen.

In Deutschland ist der Prototypenbau durch 3D-Druck Stand der Technik. Eine solche Hype-Cycle-Kurve stellte der Clustermanager Harald Cremer vor Kurzem auf dem Themenabend „Additive Fertigung“ beim Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen vor. Prof. Dr. Reinhart Poprawe, der Leiter des ILT, merkte dazu an, dass man noch über etwas rede, was nicht in die vertraute Industrielandschaft passe – so als ob Google plötzlich Automobilhersteller würde (Bild 2). Andererseits wurde im Mutterland des 3D-Drucks, in den USA, bereits vor 30 Jahren in der Sendung „Good Morning America“ über diese Technik berichtet.

3D-Druck stellt viele althergebrachte Weisheiten auf den Kopf

Tatsächlich ist der 3D-Druck in vieler Hinsicht anders als alles, was man bisher kannte. Sinkt bei klassischen Verfahren mit den Stückzahlen der Preis pro Stück, ist dies bei additiven Verfahren nicht so. Auch der Gesichtspunkt de Komplexität stellt sich anders als bisher dar. Durch die Verarbeitung unterschiedlicher Materialien werden Formen zugänglich, die bisher nicht hergestellt werden konnten. Bisher galt Leichtbau als teuer, weil er komplizierter und aufwendiger ist; in der additiven Fertigung durch 3D-Druck ist der Leichtbau systembedingt günstiger.

Auch die Elektrotechnik hat Erwartungen an das dreidimensionale Druckverfahren. Bei elektronischen Komponenten ist mit weiterer Miniaturisierung zu rechnen. Dies könnte dazu führen, dass eines Tages winzige Schaltkreise in 3D gedruckt werden. So wie sich mit Pixeln digitale Bilder erzeugen lassen, würden beim 3D-Druck durch sogenannte Voxel dreidimensionale Strukturen entstehen, die leitende Elemente zum Design von Schaltkreisen enthalten.

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