3D-Druck-Anwendungsbereiche
Dank additiver Fertigung direkt aus 3D-CAD-Daten entstehen beim Rapid Prototyping in kürzester Zeit Prototypen und Anschauungsmodelle. Da beim 3D-Druck, im Gegensatz zu abtragenden Verfahren wie Fräsen oder Drehen, für die Herstellung keine speziellen Werkzeuge benötigt werden, kann der Fertigungsprozess umfassend standardisiert werden. Dadurch verringert sich die Entwicklungszeit von der Idee zum serienreifen Artikel („Time-to-Market“) merklich. Kommen in einer Testphase Verbesserungspotenziale zum Vorschein, können Änderungen kurzerhand auf das 3D-Modell übertragen und umgesetzt werden – ein weiterer Vorteil in der Produktentwicklung. Auch transparente Bauteile können integriert werden, sodass innenliegende Funktionen für den Betrachter sichtbar werden.
Aktuell werden für das Rapid Tooling noch primär die klassischen zerspanenden Verfahren eingesetzt, welche durch die Verwendung von Standards und Normalien im Konstruktions-, Fertigungs- und Montageprozess eine signifikante Zeitersparnis in der Werkzeugproduktion ermöglichen. Für die Realisierung besonders komplexer Geometrien werden jedoch im 3D-Druck bereits Urmodelle und Werkzeugeinsätze für diverse Spritzgussverfahren hergestellt. Eine bedeutende Stärke additiv gefertigter Spritzgießwerkzeug-Einsätze und -Komponenten ist beispielsweise die Integration konturnaher Kühlkanäle, mit denen die Zykluszeit in der Serienproduktion reduziert und die Qualität der Produkte verbessert werden kann.
Rapid Prototyping/Rapid Tooling
Individuelle Massenproduktion
Einzigartige Objekte in Serie produzieren – 3D-Druck macht es möglich. Für die Zahnmedizin werden schon heute mehrere individuelle Implantate in einem Vorgang gedruckt, wodurch sich der Stückpreis deutlich reduziert. Auch Ersatzteile für Autos, die normalerweise nicht mehr im Handel erhältlich sind, können bei Bedarf nachgebaut werden. Additive Fertigung ermöglicht die Berücksichtigung spezifischer Kundenwünsche bei weitestgehend gleichbleibenden wirtschaftlichen Konditionen und entwickelt sich dadurch mehr und mehr zu einer relevanten Technologie in der Produktion für die Industrie 4.0.
Bis vor wenigen Jahren waren 3D-Drucker für den Privatgebrauch noch beinahe unbezahlbar. Heute sind leistungsfähige FDM-Drucker schon ab ca. 1.000 € erhältlich. Sie verarbeiten strangförmige Kunststoffe (Filament), die zumeist auf Thermoplasten wie PLA (Polylactid Acid) oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) basieren. Die kompakten Geräte können in jedem beliebigen Raum aufgestellt werden. Aktuell ist Fused Deposition Modeling das einzige 3D-Druckverfahren, das sich für private Anwender eignet.