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3-D-Druck Ingenieure müssen neu denken lernen

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

So funktioniert 3D-Druck
Das Unternehmen Botspot hat unter der Leitung von Geschäftsführer Thomas Strenger ein ganz besonderes 3D-Konzept entwickelt. In seinem Berliner Laden können Menschen Miniatur-Figuren von sich nachdrucken lassen. Quelle: dpa
Dafür müssen sich die Kunden erst von allen Seiten in der gewünschten Pose mit speziellen Kameras abscannen lassen. Die 3D-Daten werden dann an einen Computer weitergegeben. Quelle: dpa
Am PC werden die Daten dann auf die Größe der gewünschten Figur umgerechnet. Wie auch ein Dokument an einen Drucker gesendet wird, lässt sich die digitale 3D-Karte des Körpers per Mausklick an den Printer schicken. Quelle: dpa
So sehen Modelle der 3D-Drucker aus, die die Figuren aus Gips produzieren. Jeder 3D-Drucker besteht aus einer Schiene, auf der sich der Druckkopf im Rhythmus des digitalen Fahrplans hin und her bewegt. Über den Kopf wird je nach Drucker das entsprechende Material aufgetragen. Quelle: dpa
Eine rote Schutzhülle sorgt bei Botspot dafür, dass keine äußeren Einflüsse auf den empfindlichen Gips einwirken, der vorsichtig Schicht für Schicht nach der Druckvorlage übereinander gelegt werden. Quelle: PR
Am Ende entsteht eine Gipsfigur, die nur noch etwas Farbe benötigt. Doch wie sieht der Druckvorgang unter der Schutzhülle genau aus? Quelle: PR
Gut ist das auf diesem Foto zu erkennen, das einen 3D-Drucker zeigt, der auf der Messe CeBIT in Hannover Plastik-Elemente gedruckt hat. Aus der kleinen rötlichen Spitze fließt das Material, das in hauchdünnen Schichten Stück für Stück aufgetragen wird. Dabei bewegt sich der Druckkopf langsam hin und her und gibt nach der Druckvorgabe vom PC das Material frei. Quelle: dpa

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.“

Auswahl von 3D-Druck-Verfahren

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.

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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