Mit Metall in 3D drucken

Das Digitale Jetzt: Mit Metall in 3D drucken

„Das digitale Jetzt – Spannende Beispiele aus der Praxis” ist eine Veranstaltungsreihe, die in Kooperation des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen, des Interessenverbands bremen digitalmedia und dem Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen angeboten wird.

Am 16. Mai 2019 waren wir zum Thema “3D Metalldruck – Zeitloses Material trifft grenzenlose Technologie” in den Produktionsstätten des Unternehmens Materialise zu Gast. Anhand von Vorträgen und praktischen Vorführungen bekamen die knapp 30 TeilnehmerInnen zunächst eine Übersicht zu verschiedenen Technologien im Bereich Additiver Fertigung und konnten mit 3D-Druck gefertigte Produkte einmal selbst in die Hand nehmen.

Der Einsatz von 3D-Metalldruck beschränkt sich längst nicht mehr nur auf das Prototyping – mit diesem speziellen Fertigungsverfahren sichern sich inzwischen viele Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil. Erfahren Sie, wie sich lohnende Anwendungen identifizieren lassen und lernen Sie welche Perspektiven sich für die moderne, digitale Produktentwicklung ergeben. Der Schlüssel zum erfolgreichen Einsatz der Additiven Fertigung ist das optimale Produktdesign. Am Beispiel des Metall-3D-Drucks verschafft Ihnen Alexander Schenk einen Einblick in die Designmöglichkeiten der Technologie. Bei der anschließenden Führung durch die Produktion konnten die Teilnehmerinnen live sehen, wie 3D-Metalldruck funktioniert und die Fertigungsmethode näher kennenlernen.

Was ist überhaupt 3D-Druck?

Die Additive Fertigung, oftmals synonym auch als 3D-Druck bezeichnet, beschreibt einen Prozess, bei dem ein Bauteil schichtweise durch das Ablagern von Material wie beispielsweise Kunststoff oder Metall aufgebaut wird. Die Grundlage dieses Produktionsvorgangs bilden die 3D-Konstruktionsdaten des Bauteils. Dieses Produktionsverfahren unterscheidet sich insofern von konventionellen Fertigungsmethoden, dass kein Material abgetragen sondern Schicht für Schicht hinzugefügt wird, um das Bauteil zu erstellen. Anstatt also beispielsweise wie üblich ein Bauelement aus einem Block herauszufräsen, wird es bei der Additiven Fertigung aus feinem Pulver schichtweise aufgebaut.

Stärken und Schwächen der Additiven Fertigung

Die Additive Fertigung bietet die Möglichkeit, Bauteile oder -gruppen zu produzieren, die mit konventionellen Fertigungsmethoden bisher nicht herzustellen waren. Die Potenziale der Additiven Fertigung liegen im Design und der Konstruktion des Bauteils. Der Aufbau der Teile muss neu durchdacht werden, um passende Lösungen zu finden. Beim 3D-Druck bestimmen also das Design und die Konstruktion des Bauteils den Fertigungsprozess und nicht anders herum.

Für Unternehmen ist es wichtig, zunächst einmal zu prüfen, bei welchen Bauteilen es sinnvoll sein könnte, die 3D-Druck-Technik einzusetzen. Es ist ohne Probleme möglich ein hochqualifiziertes Produkt zu drucken, aber zu Beginn sollte man mit einem kleinen, simplen Teil starten, um zu überprüfen, ob es für den 3D-Druck geeignet ist.

Da Bauteile für den 3D-Druck völlig neu designt und konstruiert werden müssen, können Gewichte können reduziert werden, der Materialverbrauch vermindert, Baugruppen bereits montiert gedruckt werden und somit Kosten eingespart werden. Zudem basiert die Additive Fertigung auf digitalen Daten, sodass keine zeit- und kostenintensiven Umrüstungen der Maschinen und Werkzeuge mehr notwendig sind. Stattdessen wird nur der digitale Datensatz für die 3D-Fertigung angepasst.

Beim 3D-Metalldruck wird die Designflexibilität des 3D-Drucks mit den Materialeigenschaften von Metall kombiniert. Werkzeugeinsätze mit Kühlkanälen oder leichte Strukturen für die Luft- und Raumfahrt: vom Metalldruck profitiert jede Anwendung, die komplexe Metallteile umfasst. Idealerweise kann 3D-Metalldruck u.a. angewendet werdet, um voll funktionsfähige Prototypen oder Produktionswerkzeuge herzustellen, oder um Werkzeugen wie Gussformen und Einsätze zu produzieren.

Doch der 3D-Druck birgt neben all diesen Vorteilen gegenüber der konventionellen Fertigung auch einige Schwächen. In der Regel können in der Additiven Fertigung nur wenige Objekte zeitgleich hergestellt werden. Dies ist abhängig vom jeweiligen Drucker. Zudem sind die Fertigungszeiten durch den schichtweisen Aufbau der Teile und die relative geringe Aufbaugeschwindigkeit recht lang, sodass die Massenproduktion von Bauteilen per 3D-Druck (noch) nicht möglich und wirtschaftlich ist.

In Bremen ist das Thema 3D-Druck schon lange im Fokus. Wo und wie genau, das können Sie hier nachlesen.