Verzehnfacherung möglich: 3D-Drucker werden immer schneller

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Verzehnfacherung möglich: 3D-Drucker werden immer schneller

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Premiere im Flugzeug: Das Leap-Triebwerk von GE erhält als erstes gedruckte Düsen

von Rebecca Eisert

Wer warten möchte, bis ein Teil aus dem 3D-Drucker fertig wird, kann währenddessen locker ein 5-Gänge-Menü verdrücken. Bald schon, könnte es nur noch für ein Fast-Food-Gericht reichen. Wie die Schmelzöfen Tempo aufnehmen.

Die Zeiten in denen 3D-Drucker dazu dienten, Prototypen und Anschauungsmodelle zu produzieren, sind vorbei. Industriekonzerne wie General Eletric und Siemens haben bereits mit der Serienproduktion von Hightech-Teilen wie Turbinen und Brennern begonnen. Doch auch diese Teile rechnen sich nur, weil es sich um Spezialbauteile handelt.

Oft ist das Ausgangsmaterial für sie sehr teuer. Alles, was bisher bei der Nachbearbeitung aus- und weggefräst wurde, flog wie bare Münze zu Boden. Doch weil es beim 3D-Drucker keine Form gibt, in die das Material fließen muss, ist der Ingenieur von den bisherigen Konstruktionszwängen losgelöst. Er kann etwa Kühlkanäle, Gelenke, Scharniere oder kreisrunde Bohrlöcher – bisher von keiner Fräsmaschine der Welt zu leisten - direkt mitkonstruieren und drucken lassen. Die Abfallrate – Maschinenbauer sprechen von der Zerspanung – sinkt drastisch. Daher rechnet sich der Einsatz der Maschinen, die im Schneckentempo arbeiten. Weil von den Spezialteilen weltweit oft auch nur ein paar Dutzend gebraucht werden, fällt der Faktor Zeit nicht ins Gewicht. Klasse geht vor Masse.

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Spritzgussverfahren um Lichtjahre voraus

Werden in den Fabriken nun statt Spritzguss-, Fräs- und Drehmaschinen 3-D-Drucker aufgestellt? "Nein", sagt Eric Klemp vom Direct Manufacturing Research Center (DMRC) an der Universität Paderborn. „Die additiven Verfahren werden das Portfolio des Maschinenbauer ergänzen, nicht aber kannibalisieren.“ Für die Massenproduktion sind die Laser-Schmieden noch viel zu langsam. Aber, dass will der Forscher nicht bestreiten, sie könnten in wenigen Jahren schon sehr viel schneller sein. Eine Verzehnfachung des Tempos hält er für absolut realistisch.

Wie ein Maler Konturen vorzeichnen

Zehn bis maximal 30 Kubikzentimeter schafft ein Metall-3D-Drucker pro Stunde. Dagegen arbeiten moderne Spritzguss-Maschinen mit Lichtgeschwindigkeit. Einrichtungen wie das DMRC in Paderborn forschen an neuen Materialien und an schnelleren Druckprozessen. Wie lässt sich die Arbeit der Laser beschleunigen?

Etwa in dem mehrere und leistungsstärkere Laser gleichzeitig arbeiten. Große Hoffnungen setzen Forscher in das Hülle-Kern-Prinzip. Wie ein Maler mit einem dünnen Pinsel, zeichnet der Laser die äußeren Konturen des Bauteils mit feiner Linie vor, und füllt dann mit breiterer Spur – der Maler nimmt den dicken Pinsel – das Innere des Bauteils aus. Aber sind die so produzierten Teile genauso stabil, so hitzebeständig, so riss- und zugfest? An diesen Themen arbeiten Ingenieure und Forscher unter Hochdruck.

Wie bei jeder neuen Technologie heißt das Zauberwort auch im 3D-Druck Automatisierung. Die ersten Unternehmen haben Drucker auf den Markt gebracht, die den Bauträger mit dem fertigen Bauteil automatisch aus dem Drucker herausfahren und einen neuen leeren hereinfahren. So kann der Drucker bereits mit einem neuen Stück beginnen, während das erste noch abkühlt.

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