Kleine Stückzahlen gefragt

3D-Druck für Prototypen

Im Interview berichtet Dipl.-Ing. Uwe Popp, Head of R&D bei der Indmatec GmbH, dass der 3D-Druck für alle Bereiche interessant ist, die mit kleinen Stückzahlen oder Prototypen arbeiten. Allerdings erfordert die Technologie zugleich ein Umdenken der Konstrukteure und Ingenieure...

Uwe Popp, Indmatec

„Der 3D-Druck wird noch viel stärker wachsen und eine stärkere Position bei Ingenieuren und Konstrukteuren einnehmen“, ist sich Uwe Popp, Head of R&D bei der Indmatec GmbH, sicher.

ITM: Herr Popp, inwieweit ist das Thema „3D-Druck“ bereits im Mittelstand angekommen?
Uwe Popp:
3D-Druck ist ein Thema, das auf breites Interesse stößt. Gerade für den Mittelstand bietet der 3D-Druck ein kostengünstiges Werkzeug in der Verarbeitung von Thermoplasten.

ITM: Was (welche Nachteile) hält den einen oder anderen Mittelständler bisher davon ab, sich mit 3D-Druckern zu befassen?
Popp:
Die Chancen, die sich durch den 3D-Druck ergeben, komplexe Geometrien oder materialsparende innere Strukturen erzeugen zu können, bringen gleichzeitig ein Umdenken der Konstrukteure und Ingenieure mit sich. Das bisher gelernte Auslegen von Bauteilen, das bisher immer in einer zerspanenden Herangehensweise modelliert wurde, funktioniert für den 3D-Druck nicht. Hier wird nur Material aufgebracht, wo es benötigt wird.

ITM: Für welche Bereiche bzw. Branchen ist 3D-Druck jedoch grundsätzlich interessant? Welche Möglichkeiten eröffnen sich den Unternehmen durch 3D-Druck?
Popp:
Der 3D-Druck ist für alle Bereiche interessant, die mit kleinen Stückzahlen oder Prototypen arbeiten. Die Anwendung hängt letztlich immer von den physikalischen Eigenschaften der Thermoplaste ab. So kann beispielsweise für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen bisher Aluminium verwendet wurde, nun der Hochleistungskunststoff PEEK eingesetzt werden, da er vergleichbare Festigkeiten aufweist, aber chemisch weitaus resistenter ist.

ITM: Welche 3D-Druck-Verfahren gibt es generell?
Popp:
Zu den 3D-Druckverfahren zählen eine Menge additiver Verfahren. Das wohl bekannteste ist das additive Schmelzschichtverfahren, bei dem festes Polymer in Filamentform aufgeschmolzen und aufgetragen wird. Andere Verfahren, wie selektives Lasersintern oder selektives Laserschmelzen, ermöglichen auch die Verarbeitung von Metallen und Keramiken. Äußerst schnelle Verfahren sind die stereolithographischen, die selektiv Fotolack aushärten.

ITM: Welche Objekte können mit einem 3D-Drucker hergestellt werden und welche Eigenschaften bringen diese mit sich?
Popp:
Mit einem 3D-Drucker lassen sich im Prinzip alle Geometrien realisieren. Runde, organische Formen sind allerdings bevorzugt. Da die Materialien immer Schichtweise aufgetragen werden, ist letzten Endes die Haftung zwischen den Schichten immer die kritische Stelle. Der Verbund der Schichten ist daher der Schlüssel zu einem guten Bauteil.

ITM: Wie gestaltet sich die Energieeffizienz eines 3D-Druckers, der permanent „heizt“ und teils stundenlang am Stück läuft?
Popp:
Betrachtet man einen 3D-Drucker, der aus dem Filament das Bauteil herstellt, und den herkömmlichen Prozess, bei dem erst das Halbzeug mit Energieaufwand hergestellt und dann an den jeweiligen Ort transportiert wird, um dann zerspant zu werden, sowie den Abtransport von den Abfallteilen, dann ist der 3D-Druck energieeffizienter. Man könnte auch argumentieren, dass dann der Spritzguss, der nur die Granulate verarbeitet, energieeffizienter ist, darf aber die aufwändig herzustellende Form nicht vergessen, die zeit-, material- und kostenintensiv ist.

ITM: Inwieweit sind mit 3D-Druckern Massenproduktionen möglich?
Popp:
Sie ist möglich, aber nicht sinnvoll. Bei großen Stückzahlen sind die herkömmlichen Verfahren über die Menge gesehen schneller und günstiger. Lediglich bei komplexen, organischen Strukturen, die mit großem Verschleiß der Spritzgussformen oder komplizierten Spannvorrichtungen einhergehen, lohnt sich aufgrund des geringen Aufwandes und Verschleißes der 3D-Druck.

ITM: Wie ausgereift ist die Technologie Stand heute? An welchen Stellen hapert es häufig noch bzw. gibt es Verbesserungsbedarf?
Popp:
Unterm Strich kann man aus jeder Technologie noch etwas herausholen. Im Bereich des 3D-Drucks gibt es einfach noch sehr viele Innovationsmöglichkeiten. Da durch die schwierige Patentlage der Markt lange Zeit unzugänglich war, hat sich auch in der Entwicklung dort wenig getan. Die Industrie hat definitiv Bedarf an Hochleistungskunststoff und der Ausbau dieser Technologie zu Verarbeitung der Polymere ist eine der Haupttriebkräfte.

ITM: Wie gestaltet sich das derzeitige Angebot an 3D-Druckern auf dem Markt?
Popp:
Für den Hausgebrauch gibt es eine Menge 3D-Drucker, die sich des additiven Schmelzschichtverfahrens bedienen. Es ist eine einfach zugängliche und kostengünstige Technologie, mit der man Kunststoffteile drucken kann, die für die meisten Anwendungen absolut genügen. In der industriellen Anwendung gibt es alle möglichen 3D-Druckverfahren, die sich letztlich rechnen müssen, in Abhängigkeit der Anwendungen der Bauteile. Hier liegen die Preise zwischen 20.000 und 2.000.000 Euro.

ITM: Worauf sollten Nutzer bei der Auswahl von Anbieter, Gerät und entsprechender Software achten?
Popp:
Die Triebkraft, um sich ein Gerät für die additive Fertigung zuzulegen, ist in erster Linie die Frage, wie man günstiger produzieren kann. Im zweiten Schritt muss sich jeder Anwender bewusst sein, welche Materialien er verarbeitet und wie viel davon. So lohnt es sich nicht, bei einfachen, vielen Teilen einen 3D-Drucker zu holen. Ebenso lohnt es sich nicht, einen zwei Mio. Euro SLS- oder SLM-Drucker für Prototypen zu holen, wenn es auch einer für 20.000 Euro tut. Die Software ist heutzutage bereits so weit ausgelegt, dass sie problemlos mit der auf dem Markt erhältlichen CAD-Software kompatibel ist. Daher muss man sich nur im Hinblick auf die einfache Zugänglichkeit oder benötigten Features für einen Software-Typ entscheiden.

ITM: Welche Kenntnisse benötigt ein Mittelständler beim Umgang mit einem 3D-Drucker?
Popp:
Ein Mittelständler muss sich bei einem 3D-Drucker bewusst sein, dass er nicht vergleichbar ist mit einer Drehbank oder einer Fräsmaschine. Dementsprechend muss er die Bauteile, die er fertigen möchte, druckergerecht gestalten. Jede Technologie hat Stärken und Schwächen – und diese sollte ein Mittelständler kennen, um effizient auf Kundenwünsche eingehen zu können.

ITM: Welche Rolle wird 3D-Druck zukünftig im Zusammenhang mit Industrie 4.0 spielen?
Popp:
Industrie 4.0 soll zu einer besseren Verzahnung von Arbeiter und Produktionsprozess führen. Die schnelle, kostengünstige Herstellung von Werkzeugen oder Ersatzteilen, die Lagerkosten und Logistik spart, wird neben den hohen Individualisierungsmöglichkeiten von Produkten die Hauptrolle des 3D-Drucks in der Zukunft sein.

ITM: Wie schätzen Sie generell die Entwicklungen im 3D-Druck-Bereich ein?
Popp:
Der 3D-Druck wird noch viel stärker wachsen und eine stärkere Position bei Ingenieuren und Konstrukteuren einnehmen. Die Möglichkeiten, die sich mit dieser Technologie ergeben, sind entscheidend für den Leichtbau und individualisierbare Produkte. „Custom made products“ wird eine der Haupttriebkräfte für die zukünftige Entwicklung unserer Märkte sein – und dafür ist das Werkzeug „3D-Druck“ bestens geeignet.

©2019Alle Rechte bei MEDIENHAUS Verlag GmbH

Unsere Website verwendet Cookies, um Ihnen den bestmöglichen Service zu bieten. Durch die weitere Nutzung der Seite stimmen Sie der Verwendung zu. Weitere Infos finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

ok