3-D-Druck: Ingenieure müssen neu denken lernen

ThemaMaschinenbau

3-D-Druck: Ingenieure müssen neu denken lernen

von Thomas Kuhn

Wie der industrielle 3-D-Druck die Ausbildung von Ingenieuren revolutioniert – und Computer zu Designern macht.

Lange galten vor allem die mikrometer-genaue Steuerung der Laserstrahlen in den Pulverschweißgeräten, das genaue Verständnis der physikalischen Prozesse und das Wissen um die Eigenschaften der per Laserlicht aus Metallstaub zu festen Bauteilen verschmolzenen Werkstücke als die entscheidenden Hürden beim industriellen Einsatz des 3-D-Drucks. Doch die Zeiten der Grundlagenforschung sind vorbei.

Das zumindest glauben Technologie-Experten wie der Materialwissenschaftler Claudio Dalle Donne. Er ist als Chef des Forschungsbereichs Metallische Technologien und Oberflächentechnik beim Airbus-Forschungsarm Airbus Group Innovations in Ottobrunn bei München für die 3-D-Technologien verantwortlich. „Wir kennen die Leistungsfähigkeit der additiv produzierten Bauteile so genau, dass wir sicher sein können, dass sie den Anforderungen der Zulassungsbehörden entsprechen.“

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Auswahl von 3D-Druck-Verfahren

  • Thermischer 3D-Druck

    Ähnlich der "Heißklebepistole" wird Material aufgetragen, das anschließend aushärtet.

  • Polyjet

    Ähnlich wie beim Tintendrucker wird Material tröpfchenweise aufgebracht und ausgehärtet - zum Beispiel wird Kunststoff durch UV-Strahlung polymerisiert.

  • 3D-Druck

    Ein Bindematerial wird auf eine Materialschicht (zum Beispiel Sand) aufgebracht - später wird das ungebundene Material abgenommen und die gewünschte Kontur bleibt stehen.

  • Selektives Laser-Sintern

    Eine Pulverschicht wird durch Wärme (Laser) verschweißt. Nach dem schichtweisen Aufbau kann das lose Material abgenommen werden und es bleibt die gewünschte Kontur stehen.

  • Laser-Sintern

    Direktes Materialschmelzen - ähnlich dem Pulverbett-Schmelzen, allerdings wird das Material bereits gezielt am gewünschten Ort aufgetragen und verschmolzen.

Auch Dalle Donnes Hamburger Kollege Peter Sander ist überzeugt, dass Airbus künftig Komponenten für Serienflugzeuge additiv herstellt. „Ich gehe davon aus, dass wir ab Anfang 2016 erste serienmäßig per 3-D-Druck gefertigte Titan-Träger und -Winkel in kommerzielle Flugzeuge einbauen können“, prognostiziert Sander, der für den Luft- und Raumfahrtkonzern in Hamburg die Einsatzmöglichkeiten von Zukunftstechnologien im Flugzeugbau ermittelt. Bereits Anfang 2018, so die Prognose des Hamburger Airbus-Experten, könnte es soweit sein, dass die ersten Jets mit additiv hergestellten Fahrwerksteilen starten und landen.

Drucken statt Fräsen 3-D-Druck - Maschinenbau öffnet Tür zur Zukunft

Eines Tages sollen komplette Autos aus dem 3D-Drucker kommen. Alles Science Fiction oder der Beginn der dritten industriellen Revolution? Was die neue Technik tatsächlich kann und wo ihre Grenzen liegen.

Quelle: Presse

Und so stellt denn auch weniger die Produktionstechnik oder das Beherrschen der Fertigungsprozesse das größte Hindernis beim Erschließen neuer Einsatzfelder für den 3-D-Druck dar. Vielmehr sei die Herausforderung, auch bei den Konstrukteuren das Bewusstsein für die Chancen der neuen Technologien zu wecken, sagt Dalle Donne. „In der Vergangenheit gab es beispielsweise in der Metallverarbeitung die ‚zehn Regeln für gussgerechtes Design‘. Im anbrechenden Zeitalter der additiven Fertigung sind solche Beschränkungen weit gehend überholt.“

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