Mitte der 1980er Jahre jubelt die Industrie über den ersten 3D-Drucker. Das neuartige Gerät soll von nun an die Produktentwicklung vereinfachen. Denn um bestimmte Ideen vor der Massenfertigung zu testen, setzen Hersteller oft auf Modelle und Prototypen. Dank 3D-Druckern können diese einzelnen Testprodukte schneller als jemals zuvor gefertigt werden – das Rapid Prototyping ist geboren.
Heute beschränkt sich die Anwendung des 3D-Drucks jedoch längst nicht mehr auf Prototypen. Auch Werkzeuge, Ersatzteile und sogar komplette Endprodukte entstehen inzwischen mithilfe additiver Fertigungsverfahren. Experten sprechen in diesem Fall vom Rapid Manufacturing. Serienmäßig gedruckte Teile werden unter anderem in Autos, Zügen, Flugzeugen oder Kraftwerken verbaut.
Brennerteile aus dem Drucker
Der Technikkonzern Siemens produziert mithilfe der Zukunftstechnologie in seinem Werk im schwedischen Finspong zum Beispiel Kleinteile für Gasturbinen, die in Kraftwerken auf der ganzen Welt gebraucht werden. Das kann eine Zerstäuberdüse sein oder der Kopf für einen Gasbrenner, der den Brennstoff im Gemisch mit Luft verfeuert und auf diese Weise die Schaufelräder antreibt. „Diese Brenner werden schon bald in der oberen Hälfte komplett im 3D-Drucker hergestellt“, sagt Andreas Graichen, Leiter des Expertenteams für additive Fertigung.
Normalerweise werden Teile für solche Komponenten aufwendig aus Metall gegossen – ein Prozess, der mit der Vorbereitung der Gussform mehrere Wochen dauern kann. Die 3D-Druck-Maschine schafft das bei kleinen Teilen in nur 48 Stunden, also beinahe auf Knopfdruck. Der Vorteil: Werden diese Teile kurzfristig für eine Reparatur gebraucht, kann der Hersteller schnell liefern und muss die Produkte trotzdem nicht massenweise auf Lager halten. Das spart Platz und Kosten.
Lukrativ für Einzelstücke und Kleinserien
Hinzu kommt: Auch Veränderungen am Design sind nur wenige Mausklicks entfernt. Außerdem lassen sich bisher unmögliche Formen und Konstruktionen schaffen, zum Beispiel ineinander verschachtelte Hohlkörper oder doppelwandige Strukturen mit Wabenfüllung. Irgendwann einmal will Siemens sogar ganze Turbinenschaufeln drucken. Bislang ist das nur mit Prototypen gelungen. Doch dem echten Einsatz halten sie noch nicht stand.
Kein Problem ist dagegen die Produktion sogenannter Im-Ohr-Hörgeräte. Für diese Produkte gehört der 3D-Druck inzwischen zum Standardverfahren – nicht nur bei Siemens. Der Grund: Jedes dieser Produkte muss individuell an den Gehörgang des Trägers angepasst werden. Die Herstellung von Formen und Fertigungsstraßen lohnt sich für solche Einzelstücke nicht. Das gleiche gilt für kleinere Serienproduktionen.
Daniela Albat
Stand: 10.02.2017
