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3D-Druck-Kolumne 3 Dinge, die bei 3D-Druck plötzlich jeder vergisst

| Autor / Redakteur: Johannes Lutz / Stefan Guggenberger

Drei grundlegend wichtige Gesichtspunkte, die bei der additiven Fertigung, vor dem 3D-Drucken von Bauteilen aus Unwissenheit und auch aus Faulheit oft nicht beachtet und vergessen werden.

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Warum aber haben neue Anwender oft schon zu Beginn Probleme mit der 3D-Technologie und warum sind diese dann auf einmal so enttäuscht, dass es doch mehr zu tun gibt als nur einen Knopf zu drücken?
Warum aber haben neue Anwender oft schon zu Beginn Probleme mit der 3D-Technologie und warum sind diese dann auf einmal so enttäuscht, dass es doch mehr zu tun gibt als nur einen Knopf zu drücken?
(Bild: gemeinfrei // unsplash)

Die monatliche 3D-Druck-Kolumne entsteht in Kooperation mit unserem Autor Johannes Lutz. Mehr zum Autor finden Sie am Ende des Textes. Interessieren Sie sich noch für weitere Themen aus der Welt des 3D-Drucks? Dann hören Sie sich den 3D-Druck-Podcast von Johannes Lutz zum Thema '3 Dinge, die bei 3D-Druck plötzlich jeder vergisst' an.

Worüber ärgern Sie sich ständig, nach dem Sie Ihr Bauteil haben 3D-drucken lassen?

Die Idealvorstellung eines jeden Anwenders in der additiven Fertigung ist, jedes Bauteil auf Knopfdruck in wenigen Stunden komplett einbaufertig in der Hand zu halten, ohne das Bauteil einer weiteren Qualitätskontrolle unterziehen zu müssen. Also ein Bauteil, dass den Produzenten wie auch dessen Kunden sofort auf Anhieb glücklich macht. Oftmals schleicht sich auch der Gedanke ein, jetzt in einen 3D-Drucker investieren zu müssen und dann sind automatisch alle Probleme in der Fertigung gelöst, weil es ja eine neue Fertigungstechnologie ist, mit der alles möglich zu sein scheint.

Ob mit 3D-Druck alles besser wird, liegt an vielen Einzelheiten und Entscheidungen, die getroffen werden müssen. Sicher ist jedoch, dass für bestehende Probleme in der Fertigung bessere Lösungen gefunden werden können, weil ein Technologiewechsel vollzogen wird. Warum aber haben neue Anwender oft schon zu Beginn Probleme mit der Fertigungstechnologie und warum sind diese dann auf einmal so enttäuscht, dass es doch mehr zu tun gibt als nur einen Knopf zu drücken?

Oft werden wichtige Gesichtspunkte im Zusammenhang mit 3D-Druck vergessen. Ehrlich gesagt, woher soll der Anwender denn im Vorfeld auch wissen, wie mit einem 3D-Drucker umzugehen ist oder welche Schritte im Vorfeld erledigt werden müssen.

Jede Idee und jedes Bauteil, das bisher konventionell z.B. mit einer Fräsmaschine hergestellt wurde, entstand zuerst in unserem Kopf. Meist weil zuvor ein Problem aufgetreten ist, das nur mit bekannter Technologie gelöst werden konnte. Die Herangehensweise sowie der Umgang wurden in der Ausbildung, im Studium oder durch eine tägliche Praxis erlernt. Es ist also für jeden verständlich, dass die Herangehensweise beim Fertigen von Gussteilen anders ist als von Blechbauteilen.

Warum aber wird bei konventionellen Technologien so sehr darauf geachtet und bei der additiven Fertigung alles über den Haufen geworfen?

Eine einzige ausschlaggebende Antwort darauf gibt es sicher nicht, aber es gibt gute Hinweise, die im Vorfeld beachtet werden müssen, um im Umgang mit 3D-Druck nichts zu vergessen und eine 3D-gedruckte Lösung entstehen zu lassen.

1. Denk- und Herangehensweise

Den Gedanken, einfach nur eine bestehende Bauteil-Datei zur Hand zu nehmen und diese mit einem 3D-Drucker entstehen zu lassen, hatte sicher schon jeder einmal. Das funktioniert auch, bis erkannt wird, welch unvorhergesehenes Potential im Bauteil liegen kann, nur weil beim Entstehungsprozess in der CAD-Software anders darüber nachgedacht wird.

Wie ist jetzt der Denkprozess? Schauen Sie nicht auf bestehende Lösungen, sondern beginnen Sie mit einem weißen Blatt Papier und einem Bleistift in Form einer Skizze. Somit entsteht von Grund auf mit den Möglichkeiten der additiven Fertigung Ihre 3D-gedruckte Lösung. Lassen Sie alles weg, was Sie nicht benötigen und fragen Sie sich: Was wird tatsächlich benötigt und was ist überflüssig? Vertrauen Sie mir, es geht vielmehr darum, etwas gekonnt weg zu lassen.

2. Designfreiheit

Allein sich von dem Gedanken lösen zu können, dass keine Späne fallen und das Bauteil nicht umgespannt werden muss fällt oft schwer. Auch offen in der Konstruktion des Bauteils zu sein, nur den Kundennutzen und die Problemlösung im Blick zu haben und nicht mehr darüber nachdenken zu müssen, wie schlussendlich das Bauteil gefertigt wird, braucht Zeit und Gewohnheit.

Mit 3D-Druck ist es möglich hochkomplexe Bauteile zu fertigen, die in der Problemlösung meist einfacher, günstiger und funktionsfähiger sind als Bauteile aus konventionellen Fertigungstechnologien. Besonders wenn es um zusätzliche Funktionsintegration (aus 10 Bauteilen, ein einziges Bauteil machen), Gewichtsersparnis (Reduktionen um 80 % Gewicht bei gleicher Festigkeit/Steifigkeit), einfachere Montage, schnellere Ersatzteilverfügbarkeit und vieles mehr geht.

3. Richtige Materialauswahl

Soll etwas lange und sicher halten, wird es aus Metall gefertigt. Metall ist robust, steif, fest und das Verhalten beim Eintreten von Belastung durch Kraft, Wärme und Chemie ist bekannt. Sind genau diese Eigenschaften ausschlaggebend für alle technischen Anwendungen?

Oftmals wird Metall aus Gewohnheit, Einfachheit und Bekanntheit verwendet, anstatt sich tiefer mit der Anwendung beschäftigen zu müssen und dafür den richtigen Werkstoff auswählen zu können, der durchaus weitere Vorteile bringen kann. Denn um 1910 wurden Flugzeuge aus Holz gebaut, seit circa 1940 aus dem Werkstoff Aluminium und ab circa 1970 aus Aluminium und Verbundwerkstoffen und die Flugzeuge fliegen immer noch. Es gibt viele Anwendungen und dort ist Kunststoff vollkommen ausreichend.

Wie aus den drei Punkten erkennbar ist, verlagert sich viel „Kopfarbeit“ durch Nachdenken in die digitale Entstehung der Bauteil-Datei im CAD Programm, anstatt in den Prozess des 3D-Druckens. Der Druckprozess ist nur bei bestimmten Technologien noch leicht anpassbar, der Hauptteil der Arbeit sollte vor dem eigentlichen Druckprozess stattfinden. Antworten auf Fragen zur richtigen Herangehensweise finden Sie bei erfahrenen Anwendern.

Ist ein erfahrener Anwender nicht gleich um die Ecke und Sie sind in der Auswahl der Drucktechnologie und des Werkstoffes für Ihre Bauteil noch zu unerfahren, dann kann dies sogar ein großer Vorteil sein, dann können Sie noch spezifischer ohne mit Vorurteilen behaftet zu sein aus den vielen unterschiedlichen Technologien die für Ihre Anwendung richtige auswählen.

Die wichtigste Frage, die Sie sich zu guter Letzt stellen sollten, ist: Welche Handlungsschritte müssen Sie jetzt verändern, damit durch die additive Fertigung auch ein besseres Ergebnis und somit eine 3D-gedruckte Lösung entsteht?

Mission Additive Kolumnist Johannes Lutz

Johannes Lutz, Geschäftsführer 3D Industrie GmbH, Experte für industriellen 3D-Druck, Autor des 3D-Druck Profi-Wissen Buches
(Bildquelle: 3D Industrie GmbH)

Johannes Lutz war bereits 2014 neben seinem Maschinenbau & Wirtschaft Studium im technischen Vertrieb und der Anwendungsfindung für 3D-Druck aktiv und gründete dann 2016 das Unternehmen Mark3D GmbH. Dabei konzentrierte er sich gezielt auf den Vertrieb von 3D-Drucken für Betriebsmittel und Fertigungshilfen.

Da die Beratung von Unternehmen zum Thema 3D-Druck weiter zu nahm, traf er die Entscheidung sich hier klarer zu Positionieren und gründete 2019 die 3D Industrie GmbH. Heute hilft er Maschinenbauern um mit 3D-Druck erfolgreich zu starten und 3D-Druck-Dienstleistern mehr Druckaufträge zu generieren. Johannes Lutz ist Autor des Buches 3D-Druck Profi-Wissen und veröffentlicht jeden Dienstag eine neue 3D-Druck Podcast Folge.

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