3D-Drucker: Prototypenbau, Medizin und mehr – eine Übersicht

16.09.2014 |  Von  |  Allgemein
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3D-Drucker: Prototypenbau, Medizin und mehr – eine Übersicht
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3D-Drucker erfreuen sich immer grösserer Beliebtheit, da sie es dem Anwender ermöglichen, plastische Objekte in relativ kurzer Zeit auszudrucken und beispielsweise in einem Prototyp zu verbauen. Die Drucker werden immer günstiger und werden teilweise auch in Kombination mit Robotern verwendet, um komplexe Gebilde aus Metall und Kunststoff drucken zu können.

Mit diesem Artikel wollen wir Ihnen einen Überblick darüber verschaffen, was die Industrie derzeit in der Lage ist, herzustellen und wohin sich der Trend entwickelt. Im Zeitalter der Automatisierung bringen 3D-Drucker einen grossen Vorteil, was Zeit- und Geldersparnis betrifft. Lesen Sie weiter und machen Sie sich ein eigenes Bild, gerne auch in 3D.



Der 3D-Drucker – Welche Materialien kann er drucken?

Zunächst hat sich die Entwicklung und Forschung in diesem Bereich auf die Verwendung von verschiedenen Kunststoffen spezialisiert, doch es erscheinen immer mehr Geräte, die in der Lage sind, heisses und flüssiges Metall zu verarbeiten, welches Schicht für Schicht zum gewünschten Bauteil nacheinander aufgetragen wird. Ebenso ist es derzeit bereits möglich, im Labor erstelltes biologisches Material zu drucken, was eine Verwendung in der Medizin finden wird. Die Möglichkeiten des plastischen Druckens sind nahezu unerschöpflich und bedeuten für Entwickler und Designer einen sehr grossen Freiraum für Ideen und Kreationen.

Wie funktioniert das Druckverfahren in 3D?

Der Drucker besitzt einen Tank mit dem Rohstoff, welches er drucken soll. Dieser wird erhitzt und dann über Zuleitungen in den Druckkopf befördert. Der Drucker gibt nun an der gewünschten Stelle das Material auf die Aufnahmefläche und schichtet es nach und nach so übereinander, dass sich ein plastisches Objekt entwickelt.
Drucker, die Metall verarbeitet können, arbeiten ähnlich, setzen aber auf den Einsatz von Robotern. Der Druckkopf wird hier an den Arm des Roboters befestigt und ist so ausgestattet, dass er flüssiges Metall abgeben kann. Der Roboter vermisst seine Umgebung mit einer speziellen Software und ist so in der Lage, auch grosse räumliche Strukturen zu erschaffen. Nach und nach gibt er an den gewünschten Stellen Metall ab und formt so das Bauteil. Das Problem, welches in diesem Bereich besteht, ist die Kühlung des Materials, um für die nächste Schicht bereits so stabil zu sein, dass die Form erhalten bleibt. Hier wird derzeit intensiv geforscht.



Ein weiteres Verfahren ist das Schmelzdrucken. Hier wird ein Metallpulvergemisch mit bestimmter Körnung in einen Behälter gegeben. Ein Laser bringt nun das Pulver an definierten Stellen zum Schmelzen und formt somit das gewünschte Bauteil, welches man nach dem Abkühlen aus dem übrigen Pulver entnehmen kann.

Welche Anwendungsmöglichkeiten wird es in Zukunft geben?



Nach dem Verkauf der Drucker an Unternehmen und private Haushalte entwickelt sich nun eine ganze Industrie, die sich mit diesem Thema beschäftigt und versucht, Umsätze zu erzeugen. Die Ideen reichen von individuellem Schmuck, den man selbst entwerfen und sich dann von einem Dienstleister ausdrucken lassen kann, bis hin zum Lebensmitteldruck, der ein Ausdrucken von Mahlzeiten ermöglichen könnte. Über den Sinn und Unsinn dieser Entwicklung lässt sich streiten, doch es gibt zahlreiche Anwendungsgebiete, wo der 3D Druck einen sehr grossen Vorteil mit sich bringt.

Was ist derzeit im Bereich der 3D-Drucker möglich? Was wird noch kommen? (Bild: Stefano Tinti / Shutterstock.com)

Was ist derzeit im Bereich der 3D-Drucker möglich? Was wird noch kommen? (Bild: Stefano Tinti / Shutterstock.com)




3D-Druck in der Industrie – Prototypenbau auf Knopfdruck

Gerade in der Automobilindustrie ist der 3D-Druck sehr beliebt. Hier können die Entwickler und Designer innerhalb kurzer Zeit ihre Ideen in einen greifbaren Gegenstand umwandeln. Dieser Gegenstand lässt sich verbauen und daraufhin testen, wie er sich im Endprodukt verhält. Die Zeitersparnis ist dabei immens.

3D-Druck in der Medizin – Organe auf Bestellung?

In der Medizin hofft man, in der Zukunft Organe und Körperteile mit dem 3D-Drucker herstellen zu können. Gerade bei Menschen, die einen Unfall hatten und dabei Nase, Ohren oder Finger verloren haben, könnte der 3D-Druck von biologischem Material für Aufatmen sorgen. Das fehlende Körperteil wird einfach repliziert und das mit körpereigenem Genmaterial, welches ein Abstossen des neuen Bauteils verhindert.

Welche Unternehmen nutzen heutzutage schon den 3D-Druck als Geschäftsmodell?

Der amerikanische Hersteller Hasbro ist ganz weit vorne in diesem Gebiet angesiedelt. Er hat eine eigene Entwicklungsabteilung für 3D-Drucker und die passende Software gekauft und will damit in einen ganz neuen Markt vorstossen. Das Ziel ist es, dass sich die Kunden von einem speziellen Webshop die Druckdaten für Spielzeuge und Ersatzteile herunterladen und diese zu Hause in Eigenregie selbst ausdrucken können. Dies würde sehr viel Geld einsparen, was Lagerhaltung, Produktionskosten und Transport angeht.

In der Praxis würde es so aussehen, dass wenn beispielsweise ein Arm einer Actionfigur abbricht, man sich diesen mit der passenden Drucksoftware auf seinem Heimdrucker selbst anfertigen kann. Es bestehen aber auch Bedenken bezüglich der Möglichkeit, Plagiate einfach herzustellen. Wir werden sehen, wohin sich der Trend entwickelt. Vielleicht lassen wir uns in der Zukunft ja sogar die Schminke von einem 3D-Drucker auftragen? Wir halten Sie auf dem Laufenden.



 

Oberstes Bild: © Giovanni Cancemi – Shutterstock.com


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