Additive Manufacturing trifft 3D Printing

3D-Drucker: Die Cloud verleiht den Anwendungen neue Flügel

| Autor / Redakteur: Lothar Lochmaier / Florian Karlstetter

Das Thema 3D-Printing als die nächste umwälzende Entwicklung in der IT-Branche ist bereits weiter fortgeschritten als viele kritische Beobachter immer noch glauben.
Das Thema 3D-Printing als die nächste umwälzende Entwicklung in der IT-Branche ist bereits weiter fortgeschritten als viele kritische Beobachter immer noch glauben. (© memorialphoto - Fotolia.com)

Neue Druckverfahren auf Basis von dreidimensionalen Entwürfen und Produktionsverfahren bieten sowohl für Heimanwendungen als auch in der industriellen Fertigung neue Chancen. Auf der Fachkonferenz Inside 3D Printing in Berlin diskutierten Experten spannende Ideen und Geschäftsmodelle. Die Cloud fungiert dabei als Innovationsdrehscheibe für neue Produkte.

Die öffentliche Aufmerksamkeit um dreidimensionale Druckverfahren hält vor allem bei den Heimanwendungen weiter an. Dass es sich trotz eines gelegentlich überschätzten Hypes nicht um einen kurzlebigen Modetrend handelt, verdeutlicht das erfolgreiche Experiment eines britischen Chirurgenteams: Diesem gelang es, das entstellte Gesicht eines jungen Mannes nach einem Motorradunfall mit Hilfe eines 3D-Druckers weitgehend wieder herzustellen.

Die Folgen derart bahn brechenden Innovationsleistungen diskutierten auf der renommierten Fachkonferenz "Inside 3D Printing" in Berlin auch die weltweit führenden Experten auf diesem Gebiet. Das gleichermaßen optimistische wie nüchterne Fazit lässt sich wie folgt auf den Punkt bringen: Traditionelle und neue digitale Druckverfahren wirken künftig zusammen.

Nach Einschätzung von Experten wird der 3D-Druck zwar einerseits herkömmliche Produktionsweisen in der (2D) Druckindustrie nicht komplett ersetzen. Vor allem bei den Heimanwendungen hat die Euphoriekurve mittlerweile ihren Höhepunkt erreicht, da sich nicht jedes beliebige Objekt als Prototyp oder gar in der Serienfertigung technisch exakt und zu vertretbarem Aufwand reproduzieren lässt.

"Nano"-Endprodukt, gefertigt per 3D-Druck: Nanoscribe zeigt eine zwei Millimeter große Freiheitsstatue.
"Nano"-Endprodukt, gefertigt per 3D-Druck: Nanoscribe zeigt eine zwei Millimeter große Freiheitsstatue. (Bild: Nanoscribe)

Dennoch, die deutsche Hauptstadt Berlin erweist sich neben New York, Hongkong, Seoul und Tokio als eines der wichtigen Zentren in der 3D Druck-Technologie. Auf breite Resonanz auf der Inside 3D Printing stießen vor allem kleine Objekte, die in diesem Fall nicht größer als die Breite eines menschlichen Haares ausfallen. Das Geschäftsmodell des Anbieters Nanoscribe basiert immerhin auf Musterproben eines nur Millimeter hohen Zahnrades oder einer zwei Millimeter hohen Freiheitsstatue, um den Betrachtern einen Eindruck für die winzigen Dimensionen derartiger „Nano“-Endprodukte aufzuzeigen, die in zahlreichen Forschungseinrichtungen und Universitäten auf der ganzen Welt zum Einsatz gelangen. Die zwei Schaubilder illustrieren die optische Dimension der Produkte.

Das Geschäftsmodell des Anbieters Nanoscribe basiert beispielsweise auf Musterproben eines nur Millimeter hohen Zahnrades.
Das Geschäftsmodell des Anbieters Nanoscribe basiert beispielsweise auf Musterproben eines nur Millimeter hohen Zahnrades. (Bild: Nanoscribe)

Die additive Fertigung der kleinen Strukturen basiert auf der Technik der Zweiphotonen-Polymerisation in fotosensitive Materialien (Fotolacke). Ein einfacher Arbeitsprozess unterstützt die schnelle und unkomplizierte Herstellung, skizziert Anbieter Nanoscribe. Die für qualitativ hochwertige Ansprüche ausgelegten Geräte der Marke „Photonic Professional GT“ eignen sich demnach für diverse Gebiete, die von der Mikro-Optik, über die Mikro-Fluidik, die Biowissenschaften bis hin zur Fertigung von Mikrobauteilen reichen. Das Portfolio des Unternehmens umfasst des Weiteren selbst entwickelte Fotolacke, die auf die verschiedenen Anwendungsbereiche der Gerätekunden zugeschnitten sind.

Nanoscribe ist nur ein Beispiel für die vielseitige Anbieterlandschaft, zu der sich stetig neue Anwendungen hinzu gesellen. Deutlich wurde auf der weltweit führenden Fachkonferenz Inside 3D Printing in Berlin vor allem, dass das Thema in der Industrie unter den Begrifflichkeiten Rapid Prototyping sowie Additive Manufacturing bereits auf eine über zwanzigjährige Entwicklung zurückblicken kann. Dass sich hier mit Blick auf die Industrie noch zahlreiche Potentiale heben lassen, unterstrichen unzählige Praxisvorträge auf der Fachkonferenz, etwa mit Blick auf die Branchen Automotive, Medizintechnik und Aerospace.

Das industrielle Prototyping habe sich in der Industrie deshalb längst etabliert, argumentiert etwa Dietmar Frank, Regional Director Central Europe, bei der EOS GmbH. Nach eigenen Angaben will das deutsche Familienunternehmen im Bereich des eManufacturings seinen Umsatz in den kommenden acht Jahren vervierfachen. Das Kernprodukt von EOS besteht neben Materialien, Services und Software vor allem in der Laser-Sinter-Technologie.

„Wir sehen die Vorteile neben der Designfreiheit und Individualisierung vor allem in der schnelleren Marktentwicklung und den damit verbundenen Kostenvorteilen“, so Dietmar Frank weiter. Deutlich macht der Experte dies am Beispiel der Luftfahrtindustrie. So habe Hersteller Airbus bei einem nicht tragenden Bauteil (Türgriff) im Vergleich zur gängigen Gusstechnik rund 65 Prozent an Gewicht einsparen können, was ganz nebenbei auch mit Blick auf den CO2-Fußabdruck in der Produktion und Logistikkette des Global Players ein weiteres Plus darstelle.

Allerdings räumt Scott Martin, Senior Manager beim Flugzeughersteller Boeing Research & Technology, ein: Das Testen neuer Anwendungen, Verfahren, Komponenten und Produkte beim Additive Manufacturing sei gerade in der von staatlichen und sicherheitstechnischen Auflagen durchzogenen Luftfahrtbranche ein langwieriger - und unter Umständen auch sehr teurer Prozess. Nicht immer griffen deshalb die von den Zulieferern in Aussicht gestellten Kostenvorteile beim Additive Manufacturing bzw. 3D-Druck.

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