Wie essentiell Flexibilität für fertigende Unternehmen ist, erleben viele Verantwortliche gerade in den eigenen Werkhallen. Das Thema, das die ganze Welt in Schach hält, hat auch viele Firmen fest im Griff. Bereits vor der Pandemie war die flexibelste Fertigungsmethode allerdings die additive Fertigung. Während der 3D-Druck in der breiten Bevölkerung noch als Spielerei zur Herstellung einfacher Plastikteile angesehen wird, sind die neuen Entwicklungen auf dem Gebiet der additiven Fertigung in den letzten Jahren so bahnbrechend gewesen, dass den Möglichkeiten mittlerweile kaum noch Grenzen gesetzt sind. Allen voran die breite Materialauswahl, die hohe Geschwindigkeit im Vergleich zu anderen Fertigungsarten und die umfangreichen Möglichkeiten zur Nachbearbeitung und Messung machen den 3D-Druck zu einem nicht mehr wegzudenkenden Werkzeug zur Erstellung von Prototypen und Kleinserien.

Von ABS bis Stahl: Breite Materialauswahl im 3D-Druck

Die unterschiedlichen Verfahren der additiven Fertigung, sei es das Multi-Jet-Fusion-Verfahren, die Stereolithographie oder das direkte Metall-Lasersintern, haben in den letzten Jahren zu einer regelrechten Explosion an Materialien geführt, die mittels 3D-Druck verarbeitet werden können. Die Bandbreite reicht hier von Kunststoffen über Elastomere bis hin zu Metallen. Allen Verfahren gemein ist, dass das Werkstück Schicht für Schicht erstellt wird und in den meisten Fällen zusätzlich durch Stützstrukturen gehalten werden muss. Die breite Materialauswahl begünstigt aber auch die Möglichkeit, dass mittels additiver Fertigung hergestellte Prototypen in fast allen Branchen Anwendung finden können. Insbesondere in Fällen, in denen ein Prototyp möglichst schnell benötigt wird, ist der 3D-Druck zu einer wahren Wunderwaffe für die Industrie geworden.

Werkstücke, die aus dem besonders hitzebeständigen Metall Inconel 718 mittels direktem Metall-Lasersintern hergestellt wurden, finden so beispielsweise ihren Einsatz in der Luft- und Raumfahrt. Durch das gleiche Verfahren in Form gebrachtes Kupfer kann überall dort eingesetzt werden, wo eine gute elektrische Leitfähigkeit vorausgesetzt wird.

Hohe Geschwindigkeit und zugleich gestalterische Freiheiten

Neben der breiten Materialauswahl ist allerdings vor allem die vergleichbar hohe Geschwindigkeit, die durch die additive Fertigung für das Rapid Prototyping erreichbar ist, ein Grund, warum der 3D-Druck ein so hohes Ansehen innerhalb der fertigenden Industrie genießt. Während beim Spritzgussverfahren zunächst eine für den Spritzguss geeignete Form für das jeweilige Werkstück erstellt und danach zudem viel Zeit und technologischer Aufwand in die Herstellung von Spritzgusswerkzeugen investiert werden muss, kann das gewünschte Teil im 3D-Druck meist ohne größeren Aufwand direkt hergestellt werden. Zu beachten gilt es hier lediglich, dass die jeweilige Form für die additive Fertigung optimiert ist. Sind beispielsweise Überhänge vorhanden, empfiehlt es sich, diese nach Möglichkeit durch stumpfe Winkel so gering wie möglich zu halten. Auf diese Weise lassen sich die benötigten Stützkonstruktionen so marginal wie möglich halten und das benötigte Material sowie die dadurch entstehenden Kosten fallen geringer aus.