3D Druck: Die Revolution in Schichten

Hört sich an wie Science Fiction und begeistert Laien sowie Fachleute gleichermaßen: die Idee, dass eine Maschine per Knopfdruck maßgeschneiderte Produkte herstellt. Diese Zukunftstechnologie - genannt Additive Fertigung oder auch 3D-Druck3D-Druck - entwächst gerade ihren Kinderschuhen. "Sie wird viele etablierte Parameter der IndustrieIndustrie in Frage stellen: die Wertschöpfungsketten werden sich verändern und deutlich beschleunigen", prognostiziert Marc Sachon, Professor für Produktionswesen und Logistik an der IESE Business School in München. Alles zu 3D-Druck auf CIO.de Top-Firmen der Branche Industrie

Bevor das gewünschte Objekt im industriellen 3D Drucker entstehen kann, müssen hochqualifizierte Fachleute konstruieren, programmieren und den Bauprozess betreuen. "Diese Leute sind noch sehr gesucht", betont Professor Sachon und ergänzt: "Sie müssen die Möglichkeiten der Technologie genau kennen, um innovative Produkte erdenken und dann in Design umsetzen zu können." Das bestätigt Dr. Hans Langer, Gründer von EOS, einem mittelständischen Familienunternehmen in Krailling bei München. "Wir brauchen unorthodox denkende Mitarbeiter, die bereit sind, sich von etablierten Mustern zu lösen. Das Potenzial der Technologie befindet sich vor allem in den Köpfen der Konstrukteure", sagt er. Im industriellen 3D Druck gilt der "Hidden Champion" heute als einer der Weltmarktführer.

Schicht für Schicht

Das Unternehmen EOS verfolgt seit vielen Jahren das Verfahren des Laser-Sinterns. Dabei verteilt ein Beschichter im Inneren des industriellen 3D Druckers eine dünne Schicht entweder eines - Polymer- oder Metallwerkstoffes - auf eine Bauplattform. Ein Laserstrahl schmilzt die Kontur nach programmierten Konstruktionsdaten auf. Die Arbeitsplatte senkt sich minimal, der Beschichter verteilt eine neue Schicht Pulver. Der Laser schmilzt die definierten Stellen erneut auf, so dass sich die Schichten dort verbinden. Jede erdenkliche, mit einem 3D-CAD-Programm konstruierbare Form oder Geometrie lässt sich so fertigen. "Es gibt nahezu keinerlei Einschränkung - auch nicht bei der Herstellung von Gelenken oder hohlen Strukturen", erklärt Langer.

Die US-Regierung hat die Chance, die im 3D Druck liegt, bereits erkannt und fördert gezielt Forschungsprojekte, um so die Reindustrialisierung Amerikas voranzutreiben. "Das Thema hat eine strategische Bedeutung für Deutschland, doch bislang ist die Dringlichkeit wohl noch nicht wirklich erkannt worden", bedauert Professor Sachon. "Brüssel und Berlin unterstützen einige Projekte, aber man könnte sicher öffentlichkeitswirksamer agieren", meint auch Rainer Gebhardt, Projektleiter der AG Additives Manufacturing beim Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.

Materialeffizienz und Designfreiheit

Als wichtige Vorteile der Additiven Fertigung gelten die werkzeuglose Produktion, die hohe Materialeffizienz und Designfreiheit. "Momentan probieren Firmen verschiedene Techniken aus, die im Wesentlichen eines gemeinsam haben: Sie schichten Werkstoffe übereinander", sagt Gebhardt. Der weltweite Umsatz mit 3D Druckern und Dienstleistungen soll laut dem Marktforschungsunternehmen Canalys 2014 bei knapp 3,8 Milliarden Dollar liegen, 2018 bereits bei 16,2 Milliarden.