Professionelle 3D-Drucker: Neue Technologien und Möglichkeiten

Noch vor wenigen Jahren wurden 3D-Drucker höchstens von Hobbybastlern oder im Prototypenbau eingesetzt. Mittlerweile werden professionelle Geräte in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt. Durch die verbesserten Technologien und Materialien können selbst mit kleinen 3D-Druckern hochspezialisierte, stabile Teile gefertigt werden, die mit ihrer Leichtigkeit und Haltbarkeit überzeugen.

In welchen Branchen werden professionelle 3D-Drucker eingesetzt?

Die Antwort auf diese Frage ist einfach: fast überall. Je nach Modell und verwendetem Material finden sich 3D-gedruckte Teile in vielen Bereichen des täglichen Lebens, oft, ohne dass sie als solche erkannt werden. In der Industrie gibt es einige Anwendungsfälle, in denen bereits häufig 3D-Drucker verwendet werden.

Als Hilfsmittel in der Fertigung und Montage: die schnelle Verfügbarkeit und kostengünstige Herstellung sind zwei der Vorteile für die Verwendung von 3D-gedruckten Teilen in Fertigung und Montage. Schnell können spezielle Werkzeuge und Vorrichtungen hergestellt werden, die an die eigenen Betriebsabläufe angepasst sind und diese beschleunigen und verbessern können.

Ein weiterer großer Vorteil in vielen Industriezweigen ist die Verfügbarkeit der Teile: bei einer internen Fertigung der Teile werden die Unternehmen unabhängiger von Lieferketten.

Im Flugzeugbau bieten 3D-gedruckte Teile einen entscheidenden Gewichtsvorteil. Durch spezielle entwickelte flammhemmende Materialien werden gleichzeitig Sicherheitsstandards berücksichtigt, die gerade in der Luft- und Raumfahrt entscheidend sind. Mit der Wiederholbarkeit der gedruckten Teile können beliebig viele Teile in gleichbleibend guter Qualität direkt vor Ort hergestellt werden. Vorlaufzeiten werden verkürzt, Abhängigkeiten von externen Zulieferern entfallen und Verzögerungen wegen Lieferengpässen werden vermieden.

Die schnelle und günstige Herstellbarkeit direkt vor Ort wird auch in der Robotik geschätzt, wo mit Hilfe von 3D-Druckern Komponenten für Robotersysteme schnell und einfach hergestellt werden.

In der Automobilindustrie, gerade beim Bau von Rennwagen, ist die additive Fertigung nicht mehr wegzudenken, sind die Teile aus dem 3D-Drucker doch stabil, leicht und hitzebeständig, was sowohl die Leistung als auch die Sicherheit der Fahrzeuge verbessert.

Was muss ein professioneller 3D-Drucker können?

Bei den Anforderungen, die durch die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten in der Industrie vorgegeben werden, sind einige Eigenschaften der 3D-gedruckten Teile besonders wichtig. Durch Weiterentwicklungen wurden professionelle 3D-Drucker zu wichtigen Werkzeugen, nicht nur für die Herstellung von Prototypen.

Für den Einsatz in der Industrie zählen vor allem die Leistung und Zuverlässigkeit der 3D-Drucker. Die benötigten Teile müssen schnell und mit einer gleichbleibenden Qualität zu Verfügung stehen. Ausfälle der Drucker müssen ebenso vermieden werden wie Fehler an den gedruckten Teilen.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, die Maße der zu druckenden Teile zu bedenken: bei jedem 3D-Drucker gibt es Beschränkungen im Bauraum, die bei der Teilgröße berücksichtigt werden müssen.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Benutzerfreundlichkeit: Mit einer modernen, benutzerfreundlichen 3D-Drucksoftware werden die Arbeitsabläufe vereinfacht und verkürzt, spezielle Kenntnisse sind für die Bedienung der 3D-Drucker kaum notwendig.

Ein Thema, dass auch für den 3D-Druck immer wichtiger wird, ist die Anbindung an die Cloud. Bei verteilten Standorten können die Teile so direkt am richtigen Ort hergestellt werden, was die Effizienz in der Fertigung deutlich erhöht.

Neue Materialen für viele Anwendungsfälle

Bei den Materialien gab es in den letzten Jahren viele Neu- und Weiterentwicklungen. Die modernen 3D-Drucker verarbeiten leistungsfähige Materialien, die oftmals für besondere Anwendungen und Anforderungen entwickelt wurden. In ihrer Haltbarkeit sind Teile aus 3D-gedruckten Kunststoff oder Verbundstoffen mit aus Metall gefertigten Teilen vergleichbar, jedoch leichter und unkomplizierter und schneller in der Fertigung.

Und auch für den 3D-Druck von Metallen gibt es mit dem Metall-FFF-Verfahren eine Weiterentwicklung, die für eine weitere Vereinfachung des 3D-Druckprozesses sorgt.

Zusätzlich können mit modernen professionellen 3D-Druckern Teile aus Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Mit dieser Technologie steigen Festigkeit und Haltbarkeit des Bauteils bei geringem Gewicht.

Der Vorteil der 3D-Drucker, die solche Materialien verarbeiten gegenüber der herkömmlichen Verwendung von Verbundstoffen liegt in der einfachen Verarbeitung des Materials. Bei der herkömmlichen Verarbeitung müssen Formen hergestellt werden, in die die verschiedenen Materialien geschichtet und verbunden werden. Damit gehen ein hoher Arbeitsaufwand und eine notwendige Fachkenntnis der Fertigungsschritte und Materialien einher.

Beim der Verwendung eines professionellen 3D-Druckers für die Herstellung von Teilen mit Faserverstärkung kommen zwei Düsen zum Einsatz: durch eine beheizte Düse wird der Kunststoff extrudiert, während durch eine weitere Düse die Endlosfaser in diesen eingebettet wird.

Die Vorteile sind die Einfachheit der Bedienung und die vielfältigen Möglichkeiten in der Teilgestaltung. So kann sowohl die 2D-Ausrichtung der Fasern im 3D-gedruckten Teil als auch die Menge der Fasern im gesamten Teil und in einzelnen Bereichen gesteuert werden. So können die fertigen Teile in Ihren Eigenschaften gezielt auf den Anwendungsfall angepasst werden, ohne wertvolle Ressourcen zu vergeuden.