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Im Lasergewitter 3D-Druck erobert die Fabriken

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Enorm leistungsfähig

Was alles aus dem 3D-Drucker kommt
3D-gedrucktes Kleid
Obst muss nicht zwangsläufig auf Bäumen wachsen: Das britische Unternehmen "Dovetailed" hat nun einen 3-D-Drucker entwickelt, der auch Obst druckt. Das Gerät kombiniert dabei "Tröpfchen mit verschieden Geschmäckern", die dann mit Hilfe von Molekularküche zu einer Frucht geformt werden. Das bedeutet: Dem Fruchtmus wird Natriumalginat beigemischt. Am Wochenende wurde der 3D-Drucker im Rahmen der Tech Food Hack in Cambridge vorgestellt. Quelle: dpa
Hedwig Heinsmann, Architekt aus Amsterdam, will die Baubranche revolutionieren und vor allem umweltfreundlicher machen. Er arbeitet bei Dus Architects, einem Architekturbüro, das das erste Haus aus dem 3D-Drucker zu bauen versucht. Bisher stehen nur einige, 180 Kilogramm schwere Bauteile des Hauses. Innerhalb von drei Jahren soll daraus im Lego-Verfahren ein Haus mit 13 Räumen entstehen. Quelle: obs
In Wales haben Chirurgen ein Gesicht mit Teilen aus dem 3-D-Drucker repariert. Stephen Power hatte sich nach einem Motorradunfall den Oberkiefer, die Nase und die Wangenknochen gebrochen. Um die neue Gesichtsform möglichst realistisch darzustellen, haben die Ärzte einen CT-Scan von Powers Schädel gemacht, um daraus ein Modell zu drucken, auf dessen Grundlage Anleitungen und Platten gedruckt wurden. Durch diese Methode konnten die Knochen im Gesicht wieder an die richtigen Stellen gebracht und durch Platten zusammengesetzt werden. Seit dem Unfall war der 29-jährige so entstellt, dass er nur noch mit Sonnenbrille und Hut das Haus verlassen hat. Die Ergebnisse seien "vollkommen lebensverändernd", sagte Power dem Rundfunksender BBC. "An dem Tag, an dem ich aufwachte, konnte ich den Unterschied sofort sehen." - Die ganze Geschichte auf bbc.com Quelle: Screenshot
Das 3D-Drucker sogar Organe drucken können, ist nicht neu. Doch nun zeigt ein konkreter Fall, wie 3D-Druck leben retten kann. Der 14 Monate alte Roland Lian Bawi litt an einem schweren Herzfehler. Der kleine Junge hatte Löcher in der Herzwand, die sich nicht von alleine schließen wollten. Um die komplizierte Operation üben zu können, erstellte der Arzt Erle Austin ein perfektes Modell des erkrankten Organs. So konnte das Operationsteam vor dem schwierigen Eingriff die Abläufe trainieren. Die Behandlung verlief erfolgreich. Quelle: 3dprint.com Quelle: dpa
Gestatten: Das ist Toothless, der kleine blaue Drache. Sie kann zwar kein Feuer spucken, dafür aber ein kleines Mädchen sehr glücklich machen. Die siebenjährige Sophie hatte von ihrem Vater von all den wundersamen Sachen gehört, die schon mit 3D-Druckern hergestellt werden können, und schickte kurzerhand einen Brief an die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) mit der Bitte, einen Drachen für sie zu erschaffen. Die Forscher ließen sich nicht lange bitten und erschufen diesen kleinen blauen Drachen aus Titan für Sophie - sie war völlig aus dem Häuschen und möchte nun Wissenschaftlerin werden, wenn sie groß ist.
Zu Weihnachten wird gebastelt. Der Siemens Forscher Olaf Rehme hat dafür nicht Schere und Papier in die Hand genommen, sondern seinen 3D-Drucker angeworfen. Als private Spielerei druckt er Weihnachtsbäume aus superhartem Spezialstahl. Siemens stellt aus diesem Material Brenner für Gasturbinen her. Das Unternehmen nutzt die Technologie, um sich die komplexe Ersatzteil-Lagerung zu sparen. Außerdem lassen sich Formen drucken, die mit anderen Fertigungsmethoden unmöglich sind. Quelle: PR

Doch warum sind 3D-gedruckte High-Tech-Bauteile so enorm leistungsfähig? Die Antwort: weil sie traditionelle Produktionsverfahren einfach umkehren. Bisher fräsen, hobeln und bohren die Techniker so lange Material von Stahlrohlingen weg, bis das Endprodukt übrig bleibt. Im Extremfall gehen dabei 98 Prozent des Materials verloren, so die Experten des LZN Laser Zentrums Nord in Hamburg.

Beim 3D-Druck passiert das Gegenteil: Kunststoffe, Keramiken und Metalle wachsen in einem Lasergewitter zu einem Werkstück heran – praktisch ohne Abfall.

Wichtiger noch: Die Konstrukteure haben viel mehr Freiheit. Sie können den Bauteilen so gut wie jede beliebige Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit verpassen; zudem können sie die Eigenschaften des verwendeten Materials für jede Anwendung maßschneidern. So treiben sie die Raketendüsen der Nasa zu Höchstleistungen. Vorbild für die Designer ist oft die Natur, etwa Knochen: Die besitzen im Inneren nur dort Querverstrebungen, wo sie belastet werden – nur an diesen Stellen sind sie nötig. Ein äußerst sparsames und zugleich höchsteffektives Konzept.

Von ihm profitiert ganz besonders die Luft- und Raumfahrtindustrie. „Additive Fertigung ist inzwischen bei allen großen Triebwerksbauern ein strategisches Thema“, sagt Oliver Edelmann, Mitgesellschafter von Concept Laser. Die Schmelzöfen der Franken stehen bei allen Großen der Branche, bei General Electric (GE), Honeywell, Pratt & Whitney oder Snecma. Auch die Nasa sowie das private Raumfahrtunternehmen SpaceX des Tesla-Gründers Elon Musk fertigen mit ihnen Triebwerkskomponenten für ihre Raketen.

Leap-Triebwerk von GE Quelle: GE

Am weitesten unter den Triebwerksherstellern ist GE. Die US-Amerikaner haben angekündigt, in ihre neuen Leap-Düsenantriebe, die künftig unter anderem im Airbus A320 Dienst tun sollen, serienmäßig 19 per 3D-Druck gefertigte Brennerdüsen einzubauen. Eine Weltpremiere. Und ein Beweis für die hohe Zuverlässigkeit der Technik. Denn in keiner anderen Branche müssen Bauteile ähnlich extreme Belastungstests vor ihrer Zulassung bestehen.

Zahlen zum Leap-Triebwerk

Die GE-Manager schwärmen geradezu von den Vorteilen der 3D-Anlagen. Früher mussten sie die Düsen aus 20 Einzelteilen zusammenbauen – jetzt entstehen sie in einem einzigen Arbeitsschritt. Sie sind zudem leichter, stabiler und widerstehen extremen Temperaturen von mehr als 1300 Grad Celsius. Und noch ein Plus hebt Greg Morris hervor, Experte für additive Fertigung bei GE: „Jeder Drucker ersetzt bis zu 70 herkömmliche Werkzeugmaschinen.“

Einziger Schönheitsfehler: Die Produktionskapazität heutiger Schmelzanlagen ist arg limitiert. Doch schon die nächste Generation soll das Drei- bis Vierfache an Ausstoß schaffen, erwartet Morris. Er war bis Ende 2012 Chef des 3D-Druck-Spezialisten Morris Technologies. GE kauft die Firma auf, um seine Kompetenz in dem Gebiet zu stärken. In den nächsten fünf Jahren erweitert der Konzern seine Entwicklungsabteilung für die laseradditive Fertigung von 70 auf 210 Forscher.

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