Kommentar 3D-Druck – die Kombination ist entscheidend

Heinz Arnold, Chefredakteur, HArnold@markt-technik.de

Additive Fertigungsverfahren passen hervorragend in die Industrie-4.0-Welt. Es kommt darauf an, sie richtig einzubinden.

Die additive Fertigung – häufig 3D-Druck genannt – tritt aus der Phase der Spielerei heraus. Längst gibt es eine Vielzahl von Verfahren. Die über 3D-Druck erstellten Objekte sind inzwischen weit mehr als nur ein Modell mit ungefähr den Maßen des realen Werkstücks, mit dem sich in der realen Welt herumprobieren lässt.

Es stehen heute schon Materialien und Fertigungsverfahren zur Verfügung, die den Objekten mechanische Eigenschaften verleihen, die an die in konventionellen Verfahren hergestellten Objekte mindestens herankommen. Objekte aus hochwertigen Kunststoffen und Metallen zu fertigen, stellt kein Problem mehr dar. Doch bisher galt: 3D-Druckverfahren sind teuer. Geld dafür auszugeben, lohnt sich nur unter bestimmten Umständen. Etwa, wenn ein Werkstück mit herkömmlichen Verfahren so gar nicht hergestellt werden könnte.

Oder wenn es viel aufwendiger wäre, ein Endprodukt aus vielen konventionell gefertigten Einzelteilen zusammensetzen zu müssen: Ein Objekt über 3D-Druck wachsen zu lassen, kann schon heute oft die bessere Alternative sein. Bekannte Beispiele dafür gibt es in der Flugzeugindustrie, dem Automobilbau und der Medizintechnik. Die additive Fertigung tritt aber erst dann aus der Phase der Spielerei und der Prototypenfertigung heraus, wenn die Verfahren den etablierten Fertigungsmethoden nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich zumindest in der Produktion von kleinen und mittleren Stückzahlen ebenbürtig sind. Genau das haben sich jetzt einige der Großen vorgenommen.

So hat Hewlett-Packard kürzlich angekündigt, mit einem kostengünstigen Verfahren, das weitgehend aus der Welt des 2D-Drucks abgeleitet ist, endlich in die Stückzahlfertigung einsteigen zu wollen. Die Maschinen von HP, die für den 3D-Druck auf Basis von Kunststoff ausgelegt sind, sollen den herkömmlichen Spritzgussverfahren kräftig Konkurrenz machen. Nicht weniger als 500 Maschinen will HP bis Herbst verkauft haben. Wenn HP die geplante Wachstumsrate erreicht, müsste das Unternehmen binnen kurzem zum dominierenden Anbieter aufsteigen. Doch die Wettbewerber schlafen nicht, da kann sich noch viel tun. Unbestritten ist jedenfalls das Potenzial, das in der Technik steckt: Es sieht nicht nur viel eleganter aus, Objekte wie in der Natur wachsen zu lassen, als sie mühselig aus dem Ausgangsmaterial herauszuschneiden. Es ist auch ressourcenschonender. Vor allem lassen sich über additive Methoden sehr leichtgewichtige Formen realisieren, die über zerspanende Methoden oder über Spritzguss unmöglich herzustellen wären. Zudem kommt der 3D-Druck genau zur richtigen Zeit: Er lässt sich wunderbar mit 3D-Konstruktions- und Simulationsprogrammen kombinieren und passt perfekt in die entstehende Industrie-4.0-Umgebung.

In eine Industrie-4.0-Umgebung aber würde es noch besser passen, die etablierten Methoden nicht nur als Konkurrenz zu sehen. Denn jede hat ihre Vorteile. In der smarten Industrie-4.0-Welt müsste der Kunde in der Lage ein, die für ihn vorteilhafteste Technik zu wählen. Ihn dürfte überhaupt nicht mehr interessieren, ob sein Objekt über CNC-Fräsen, Spritzguss oder über eines der vielen additiven Verfahren hergestellt wird. In der Theorie könnte er in ein Portal eingeben, wie sein Objekt auszusehen hat. Das für die Fertigung zuständige Unternehmen bzw. die Programme, die ihm zur Verfügung stehen, entscheiden dann, welches Verfahren das am besten geeignete ist. Oder sie geben sogar Empfehlungen, wie ein Werkstück so gestaltet werden könnte, dass es sich in einem der zur Verfügung stehenden Verfahren noch besser fertigen ließe.

Dann wäre auch der 3D-Druck endgültig in der realen Produktionsumgebung der Industrie-4.0-Welt angekommen. Auch wenn es einige Zeit dauern dürfte, bis die Theorie in die Praxis Eingang findet – interessante Ansätze dafür sind schon gediehen. Der nächste große Sprung dürfte nicht lange auf sich warten lassen.