3D Druck: Druckverfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Produkten

Vor einigen Jahrzehnten noch Zukunftsmusik, ist der 3D Druck mittlerweile fest im industriellen und gewerblichen Sektor angelangt. Einige besonders Interessierte nutzen entsprechende Geräte sogar, um auf diese Weise eigene dreidimensionale Ergebnisse selber im privaten Rahmen zu drucken. Wie generell bei Druckverfahren, bestehen auch beim dreidimensionalen Druck erhebliche Unterschiede, beispielsweise hinsichtlich der eingesetzten Werkstoffe.

3D Druck thinktec

Funktionsweise und prägnante Merkmale vom 3D Druck

Bei dem dreidimensionalen Druckverfahren mit verschiedenen Werkstoffen kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz. So beispielsweise Verfahren aus der Physik wie das Elektronenstrahlschmelzen oder das Laserschmelzen. Digital Light Processing und Stereolithografie sind nur einige weitere Beispiele. Welche spezifischen Verfahren von dem 3D Drucker genutzt werden, steht immer auch in einer Abhängigkeit zu den ausgewählten Werkstoffen. Hier kommen sowohl flüssige als auch feste Stoffe zum Einsatz.

In den Anfängen der Entwicklung wurden 3D Drucker in erster Linie zur Produktion von Werkstücken beziehungsweise Prototypen eingesetzt – Artikeln also, die lediglich in geringer Auflage oder einmalig produziert werden. Mittlerweile wird der 3D Druck wesentlich großzügiger und weitläufiger eingesetzt, ist folglich längst nicht mehr auf die Produktion von Einzelstücken beschränkt, sondern kann auch ganze Serien zuverlässig und ökonomisch realisieren. Zu verdanken ist das unter anderem den konkreten Vorteilen, die bei der Verwendung der 3D Drucker entstehen.

Während beim Spritzgussverfahren beispielsweise Formen individuell hergestellt und später ständig gewechselt werden müssen, ist das aufgrund der digitalen Anbindung des 3D Druckers an den Computer und ausgewählte Programme nicht nötig.

Stellt man den 3D Druck in direkte Konkurrenz zu Verfahren, wo ein Material gezielt abgetragen wird, bis es die gewünschte Form erreicht hat, besitzt dieser erneut viele Vorzüge. Gemeint sind generell alle Verfahren, bei denen gebohrt, geschnitten und gedreht wird. Weil beim 3D Druck direkt die gewünschten Formen erzielt werden, entfällt quasi der komplette Bearbeitungsschritt des Umformens. Aus energetischer Sicht ist die Produktion, aufgrund der zahlreichen Vorzüge und entfallenden Zwischenschritte, ebenfalls wirtschaftlicher.

Einsatz und Anwendung vom 3D Druck

Für kleine Artikel, üblicherweise in Einzelstücken, bieten sich 3D-Drucker für den Heimbereich an. Hier kommen die Drucker aufgrund ihres relativ hohen Einkaufspreises aber insgesamt nur selten zum Einsatz. Für private Anwendungen ist alternativ denkbar, dass die Datei für den Druck an ausgewählte Labors beziehungsweise Online Services übergeben wird, welche sich dann um den Druck sorgen. Generell werden im privaten Umfeld vor allem kleine Artikel produziert, beispielsweise einfacher Schmuck oder kleines Spielzeug.

Im heimischen Umfeld kommen verschiedene Kunststoffe zum Einsatz. Metalle sind bei einigen Modellen denkbar, werden aber vorwiegend im industriellen Sektor genutzt.

Im industriellen Rahmen lassen sich durch den 3D Druck aber zahlreiche Erzeugnisse in wirtschaftlicher und effizienter Form anfertigen. Unter anderem wird das dreidimensionale Verfahren schon heute in Bereichen der Architektur, des Modell-, Maschinen- und Autobaus, bei spezifischen Bauverfahren und in wissenschaftlichen Laboratorien eingesetzt. Hier kommt es primär zur Produktion von ausgewählten Prototypen zum Einsatz. Der Serienfertigung bedienen sich ebenfalls schon industrielle Branchen, so beispielsweise die Verpackungsindustrie, Medizin- und Zahntechnik sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Die generelle Nutzung der 3D Drucker und derer Verfahren steigt kontinuierlich an. Eine von Bitkom im Jahr 2017 erhobene Studie stellte fest, dass 18 Prozent aller Deutschen bereits schon einmal eigenmächtig einen 3D Druck angefertigt haben oder diesen extern produzieren lassen haben. Die Hälfte davon ließ die Produktion durch einen Dienstleister bewerkstelligen. 5 Prozent der Befragten drucken sogar auf einem eigenen, heimischen 3D Drucker, während 3 Prozent der Befragten den 3D Drucker am Arbeitsplatz dafür nutzten. Es ist fest davon auszugehen, dass die Verbreitung des 3D Drucks künftig nur noch weiter zunehmen wird, vor allem da durch den Fortschritt weitere ökonomische Vorteile entstehen und die Prozesse noch immer intensiv optimiert werden.

Ein starker Dienstleister: Sowohl für Prototypen als auch Serienfertigungen

Wer den gewünschten 3D Druck extern realisieren lassen möchte, benötigt einen starken Dienstleister an seiner Seite. Dieser tritt erst einmal beratend auf, informiert über mögliche Verfahren und findet gemeinsam mit dem Kunden eine Lösung, welches der möglichen Verfahren zur gewünschten Produktion passt. Im nächsten Schritt kümmert sich der 3D-Dienstleister um die additive Fertigung, welche im vereinbarten Verfahren vollzogen wird. Gut aufgestellte Dienstleister besitzen stets mehrere Spezialisierungen, um ihren Kunden eine möglichst flexible Umsetzung der Erzeugnisse zu gewährleisten. Zuletzt können Ergebnisse aus dem 3D Druck noch veredelt werden, um beispielsweise Optik und Haptik in Perfektion zu realisieren.

ThinkTEC mit Sitz in Grafenau ist ein solcher Dienstleister, welcher sich auf den 3D Druck mit all seinen vielfältigen Facetten spezialisiert hat. Das Unternehmen thinkTEC 3D berät Kunden bei der Auswahl des Verfahrens und möglicher Materialien und setzt den geforderten Auftrag später in höchster Präzision um. Die industrielle additive Fertigung ist sowohl für Einzelstücke als auch für Serienfertigungen im Hause von thinkTEC möglich. Das gewährleistet ein umfangreicher Maschinenpark vor Ort. Industrielle Serien können damit ebenso in die Praxis umgesetzt werden wie Prototypen. Das Team von thinkTEC 3D bietet außerdem eine Fülle von weiteren Maßnahmen zur Veredelung.

So können die fertigen Erzeugnisse eingefärbt, geschliffen, lackiert und gefüllert werden. Gleitschleifen und Glasperlenstrahlen (Powershot C) werden ebenfalls von thinkTEC 3D angeboten. Zuletzt können Gewindeeinsätze direkt im nächsten Produktionsschritt integriert werden. Der Dienstleister übernimmt zudem Montage und Konfektionierung, auch wenn der fertige Druck mit anderen Werkstoffen in Kombination gebracht wird.

Durch die Spezialisierungen und spätere Optimierungen am Produkt selber können die Vorzüge des 3D Drucks in vollem Umfang ausgenutzt und für die eigenen Zwecke beansprucht werden. Das ist sowohl für kleine, mittelständische als auch große Unternehmen interessant und eröffnet diesen durch moderne Druckverfahren gänzlich neue Möglichkeiten.