Von der Nische zum 3D-Drucker für alle

Direkt via Datenmodell und Rechner wird ein Greifer aus Pulver gefertigt. © Volker Steger

Bei der generativen Fertigung werden weder spezielle Werkzeuge noch Formen gebraucht. Das spart Zeit und senkt die Herstellungskosten. Zudem fällt kaum Abfall an – das überschüssige Pulver kann einfach wiederverwendet werden. „Der größte Vorteil ist jedoch, dass die generativen Fertigungsverfahren eine nahezu unbegrenzte gestalterische und konstruktive Freiheit bieten. Sie ermöglichen die Herstellung beliebig komplexer Geometrien und innerer Strukturen. Damit lassen sich Bauteile fertigen, die mit konventionellen Verfahren nicht herzustellen sind“, betont Andrzej Grzesiak. Sogar komplizierteste Formen mit spiralförmigen Hohlkanälen und Hinterschnitten können in Metall, Kunststoff oder Keramik künftig in einem Stück gefertigt werden.

Noch Nischenmarkt

In Zeiten immer kürzer werdender Produktlebenszyklen und zunehmend individualisierter Waren sollen generative Verfahren Unternehmen helfen, laufend neue innovative Produkte schneller zu entwickeln. Dennoch ist Additive Manufacturing noch ein Nischenmarkt. Der weltweite Jahresumsatz betrug 2008 etwa 1,2 Milliarden US-Dollar. Doch die Experten der Beratungsfirma Wohlers Associates gehen von einem deutlichen Anstieg aus: Laut dem „Additive Manufacturing State of the Industry Annual Worldwide Progress Report“ wird das Segment im Jahr 2010 um 13,8 Prozent wachsen.

Selective Laser Melting (SLM)-Verfahren verkürzen Herstellzeiten von metallischen Funktionsprototypen in Serie sowie von Einzelteilen © Fraunhofer IPT / Guido Flüchter

3D-Drucker für alle?

Einen Schub erwarten die Experten unter anderem von dem ersten bürotauglichen Designjet-3D-Drucker, den Hewlett Packard vor wenigen Monaten auf den Markt gebracht hat. Der Drucker erzeugt robuste Kunststoffmodelle aus den von den 3D-Konstruktionsprogrammen gelieferten Datensätzen. So können Anwender in kürzester Zeit hochpräzise Prototypen direkt in ihrem Büro erstellen. Über Google SketchUp lassen sich zum Beispiel dreidimensionale Modelle von beliebigen Objekten erstellen. Das macht Rapid-Technologien auch für kleine Firmen interessant. Außerdem erleichtern erste Standardisierungen – wie die VDI-Richtlinie 3404 und die Definition von „Additive Manufacturing“ – den Einsatz generativer Verfahren in der industriellen Fertigung.

Doch bis Rapid Manufacturing stärker in der Industrie eingesetzt werden kann, bedarf es noch einiger Forschungs- und Entwicklungsarbeit. „Derzeit sind im Vergleich zur konventionellen umformenden oder spangebenden Produktion für generative Fertigungsverfahren nur wenige qualifizierte Werkstoffe verfügbar. Fraunhofer-Forscher arbeiten daran weitere Materialien zu entwickeln“, beschreibt Grzesiak einige Arbeitsschwerpunkt der Allianz Generative Fertigung. „Zudem müssen die Prozesse stabil und zuverlässig laufen, nur dann lassen sich Produkte in Serie herstellen.“