Fertigung

Die industrielle Fertigung durch neue Technologien verändert und an neuen Möglichkeiten gewinnen. Besonders im Bereich der Additiven Fertigung zeichnet sich durch die 3D-Druck Technologie eine große Veränderung mit hohem Potenzial ab. Der 3D-Druck ermöglicht es nicht nur neue Formen und Strukturen zu nutzen, sondern auch völlig neue Geschäftsmodelle und dezentrale Lager- und Produktionslösungen zu realisieren. Limitierend ist die eingeschränkte Nutzung von Materialien.

Die Fertigung im digitalen Zeitalter kann zunehmend dezentral und durch neue Geschäftsmodelle geprägt werden, wenn entsprechende Fertigung Möglichkeiten im Bereich des 3D-Drucks entstehen.

3D-Drucker bauen dreidimensionale Werkstücke schichtweise auf. Die zu druckende Form kann direkt aus einer Datei, des virtuell erstellten Werkstücks, gedruckt werden. Hierbei können verschiedenste Werkstoffe verarbeitet werden wie z.B. Kunststoffe und Kunstharze oder Metalle und Keramiken. Mittels Lasersintern, Elektronenstrahl- und Laserschmelzens werden die Werkstoffe örtlich geschmolzen und verbinden sich Schicht für Schicht zur gewünschten Form. Auch das Aushärten durch Licht kann Materialien sehr präzise verfestigen lassen. 

Häufig findet der 3D-Druck bei der Herstellung von Prototypen Einsatz, da er eine schnelle und unkomplizierte Fertigung von Einzelstücken ermöglicht.

Auch in der Herstellung von industriel hochwertigen Teilen wird der 3D-Druck verwendet, wenn es sich um geringe Stückzahlen handelt. So verbaut Boeing im Jet F-18 Hornet oder das Raumfahrtunternehmen SpaceX im Raumschiff Dragon V2 durch 3D-Druck hergestellte Teile.

In der Zukunft planen Unternehmen den 3D-Druck auch im Massenmarkt zu etablieren. Michelin sieht zum Beispiel die Möglichkeit Reifen durch 3D-Druck herzustellen und sogar jeweils denselben Reifen mittels 3D-Druck an die Witterung anzupassen.

Selbst in der Nahrungsmittelindustrie werden 3D-Drucker zur Herstellung von Essen getestet. 

Der 3D-Druck hat schon rasante Entwicklungen hinter sich, in vielen Bereichen hat sich die Technologie schon etabliert. Mit steigender Präzision und Verwendbarkeit neuer Materialien können neue Branchen erschlossen werden. 

Der 3D-Druck ist häufig die energetisch günstigste Möglichkeit etwas herzustellen. Hinzu kommt die sehr große Vielfalt an Formen. Beides spricht enorm für den 3D-Druck. Die Einschränkung der Materialien und die hohen Kosten eines Druckers sind noch die größten Marktbarrieren. Darum warten einige potentiellen Kunden noch mit einer Anschaffung ab. 

3D Nano Drucker transferieren die 3D-Druck Technologie auf Mikro- und Nanoebene. Mittels der Zwei-Photonen-Lithographie und Stereolithographie lassen sich hier Strukturen so fein wie Laserstrahlen erzeugen. Man kann sich diese Technologie so vorstellen, dass man UV-Lichtblitze in Materialien (häufig Flüssigkeiten/Harze) schießt, welche unter UV Einstrahlung aushärten. Erzeugte Linien sind bis zu 100nm klein. Die so erzeugten Strukturen sind enorm präzise und lassen 3D Formen im Nanobereich zu. 

Anwendung findet der 3D-Nanodruck häufig in der Wissenschaft und in der Forschung. Mittels feinster Strukturen werden Teile für die Grundlagenforschung in: Medizintechnik, Optik, Elektronik, Chemie, Physik und Mechanik gefertigt. 

Momentan existieren nur wenige sehr exklusive Drucker. Aufgrund der speziellen Anwendungsbereiche hängt die Entwicklung dieser Geräte stark von den zu fertigenden Werkstücken und Materialien ab.