Auch mehrschichtige und komplex geformte Bauteile lassen sich inzwischen mit den Verfahren des 3D Drucks herstellen. Die Strukturen aus Kunststoffen oder Metallen können je nach Produktionsziel nach dem Druck geschliffen, lackiert oder geschnitten werden. Im Vergleich zu konventionellen Entwicklungsmethoden lassen sich Innovationen vieler Branchen durch 3D-Drucke viel schneller umsetzen. Dies verbessert die Wettbewerbsposition in einer Zeit ständiger Neuerungen auf internationalem Niveau.
Verfahren des 3D Drucks
Die Stereolitographie ist als 3D-Druckverfahren bereits seit den frühen 1980er Jahren bekannt. Bei dieser Technik entsteht zunächst ein dreidimensionales CAD-Modell als Druckvorlage. Diese Vorlage sinkt in ein Flüssigbad aus Photopolymer. Auf diese Weise lässt sich die Vorlageform Schritt für Schritt nacharbeiten. Das dreidimensionale CAD-Modell dient auch beim Verfahren des selektiven Laserschmelzens als Vorlage.
Die nachgedruckten Bauteile bestehen hierbei allerdings aus Titan, Werkzeugstahl oder Aluminium. Bei diesem besonderen 3D-Schichtbauverfahren wird auch vom Additive Manufacturing gesprochen. Besonders filigrane Geometrie ist für die Entwicklung formstabiler, transparenter oder gummiartiger Prototypen oder Bauteile notwendig.
Um diese zu erzielen, wird das 3D-Druckverfahren MultiJet/PolyJet eingesetzt. Hier wird zunächst eine virtuelle Vorlage am PC erstellt. Aus ihr entstehen elektrotechnische und medizinische Bauteile, die für Designzwecke teilweise eine vorzügliche Haptik besitzen. Auch solche 3D-Druckerzeugnisse können später geschliffen, lackiert oder geschnitten werden.
Spezialgebiet Lasersintern mit 3D Druckern
Druckmodelle durch Lasersintern müssten belastbar und temperaturbeständig, aber nicht von besonderer Oberfläche sein. Die gedruckten Prototypen werden anschließend speziellen Funktionstests unterzogen. Zum 3D-Druck eines speziellen Prototyps wird ein Pulver per Laserstrahl örtlich angeschmolzen und auf diese Weise gemäß einer Druckvorlage schichtweise verbunden.
Auch Sandgussmodelle als haltbare Abformmodelle und sogar robuste Massenmodelle für die Serienproduktion entstehen beim Lasersintern von Tobatec Schicht für Schicht mit körniger Oberfläche und von belastbarer Qualität. Das Ausgangsmaterial für diese 3D-Drucktechnologie ist Polyamid. Es wird je nach Materialanfertigungen mit oder ohne Glasfaseranteile verwendet.
Neben der Strapazierfähigkeit des Materials ist auch die Detailtreue der nachgeformten Vorlagen bemerkenswert. Selbst solche von Hand kaum umsetzbaren, komplexen Strukturen lassen sich hier zeitlich günstig und in größter Präzision einzeln oder in Serie nachdrucken.
Vorteile von 3D-Drucken im Überblick
- Einzellösungen oder Massenmodelle schnell umsetzbar
- Auch für komplexe und filigrane Strukturen einsetzbar
- Als Materialien verschiedene Metalle oder Kunststoffe geeignet
- 3-D-Druckmodelle lassen sich bei einigen Verfahren nach dem Druck zusätzlich bearbeiten oder veredeln
- Modelleignung von 3-D-Drucken für Funktionstests von Bauteilen viel preisgünstiger als konventionelle Erstellung von Prototypen
- Nach CAD-Vorlagen auch Bauteiledruck für bestimmte Gussverfahren (zum Beispiel Sandguss) in beliebiger Anzahl und Form möglich
Fazit
Der 3D-Druck ermöglicht bei Innovationen in der Wirtschaft die Herstellung von Prototypen in detailreicher Präzision. Die Materialien für die 3D-Druckverfahren sind entweder robuste Kunststoffe oder Metalle. Beide Varianten können in vielen Fällen nach dem Druck durch Oberflächenbearbeitung zusätzlich geformt oder veredelt werden.
