3D-Drucker am VDI-Stand in Hannover

Realität statt Reise in die Zukunft

Nicht nur für Insider faszinierend: Wir hatten in diesem Jahr bei der Hannover Messe einen 3D-Drucker am VDI-Stand, der viele Besucher in seinen Bann zog.

3D-Drucker klang für mich bisher immer eher nach „Zurück in die Zukunft“ als nach gelebter Realität. Bis ich dann auf der Hannover Messe einen dieser Apparate am VDI-Stand tatsächlich sehen und mir vor allem erklären lassen konnte.

Bisher verlief der Produktionsablauf vieler Prototypen vereinfacht dargestellt so: Man erstellt eine CAD-Zeichnung, fertigt eine entsprechende Gießform an und schafft so ein Modell. Oder man lässt das Teil aus einem Kunststoffblock fräsen.  Dabei entstehen natürlich erhebliche Mengen an Abfall und hohe Kosten. Entspricht das Modell dann nicht dem, was man braucht, wird eine neue Gießform fällig bzw. ein neues Teil gefräst usw. usw..  Dieser Prozess kann sich mehrfach wiederholen – hohe Kosten, viel Zeit und viel Aufwand sind die Folge.

Kugellager, Ketten und Werkzeuge
Mit dem 3D-Drucker gibt es nun für viele Fälle eine Alternative: Die angefertigte CAD-Zeichnung wird wie bei einem „normalen“ Papierdruckvorgang in den 3D-Drucker eingespeist. Modelle wie der „alphacam dimension sst 1200es“ bei uns auf dem Stand drucken dann aus ABS-Kunststoff direkt das entsprechende Modell aus. Das können sogar Kugellager sein, Werkzeuge oder Ketten. Diese liegen dann zwar nur als Modell vor, haben aber zum Ausprobieren alle Funktionalitäten ihrer „echten“ Varianten.

Bild: VDI

Wie kommen die notwendigen Zwischenräume zustande?
Aber wie schafft es der Drucker, Zwischenräume und  die beweglichen Teile zu drucken? Wenn die CAD-Daten eingespeist werden, entscheidet der Drucker selbstständig, ob er das gewünschte Objekt am besten liegend, stehend, von vorne oder von der Seite druckt. Und dann beginnt er tatsächlich, das Objekt Schicht um Schicht von unten nach oben aufzubauen. Am besten nachvollziehen kann man das in unserem Video:

Was mich am meisten beeindruckt hat ist, dass der Drucker erkennt, wo er Hohlräume schaffen muss. Da sich Luft ja bekanntlich nicht (be-)drucken lässt, fügt das Gerät an diesen Stellen sogenanntes Stützmaterial ein. Bei einer Bauraum-Temperatur von 70 Grad und einem gut 300 Grad heißen Druckerkopf verschmelzen Kunststoff und Stützmaterial miteinander.

Bild: VDI

Links das dunkle Stützmaterial, rechts der weiße ABS-Kunststoff.

Dieses Stützmaterial löst sich in einer Lauge ganz leicht auf. Wenn also das fertige Objekt aus dem Drucker herauskommt, wird es mit der entsprechenden Lauge gespült, das Stützmaterial verschwindet und übrig bleibt ein funktionstüchtiges Modell. Bei der bereits erwähnten Kette sind die Glieder normal beweglich wie bei einer Fahrradkette, das Kugellager ist ebenfalls beweglich wie sein „normaler“ großer Bruder. Nach diesem Prinzip lässt sich dann theoretisch alles, was aus Plastik gemacht werden kann, drucken. Und im Anschluss weiter bearbeiten: Die gedruckten Modelle können zum Beispiel miteinander verbunden, geschliffen, lackiert, versilbert oder vergoldet werden.

Grenze zwischen Industrie- und Privatanwendern verschwimmt
Das bietet natürlich nicht nur für die Industrie je nach genutztem Modell eine kostengünstige  Möglichkeit, Prototypen und Modelle auszudrucken und Kunden neue Produkte direkt als Modell zum Anfassen zu präsentieren. Die Grenze zwischen Industrie- und Privatanwendern beginnt zu verschwimmen. Bereits heute nutzen viele Studenten die Möglichkeit, ihre Arbeiten mit in 3D gedruckten Modellen zu präsentieren. Auch Hobby-Bastler, Figurensammler und Eisenbahnfans haben damit die Möglichkeit, ihre eigenen Objekte auszudrucken – der Kreativität sind im Prinzip kaum Grenzen gesetzt. Auch finanziell ist das 3D-Drucken durchaus erschwinglich: Bausätze für Drucker kosten ab 1.200 Euro, kleine fertige Geräte gibt es schon ab 7.800 Euro. Einige Dienstleister bieten auch Druck on demand an, bezahlt wird dann pro Kubikzentimeter verbautem Material zwischen 30 und 50 Cent.

Puderzucker und Proteinsubstanzen
Später habe ich dann auf der Messe noch weitere Drucker-Exemplare entdeckt, die auch mit anderen Materialien drucken können und dann beispielsweise Schuhsohlen oder auch komplette Schuhe ausdrucken können. Die sind dann zwar nicht funktionstüchtig, stattdessen aber ein täuschend echtes Modell. Funktionstüchtig wären dann die Druckerzeugnisse, die aus Puderzucker oder Proteinsubstanzen entstehen können – was dann wohl eher für die Lebensmittelindustrie interessant sein könnte.

Und warum ist das erst heute möglich? Erst jetzt ist es möglich, die benötigten riesigen Datenmengen mit der entsprechenden Rechnerleistung zu bearbeiten. Wie sich diese Möglichkeiten in Zukunft im Zusammenspiel mit anderen Technologien und beispielsweise dem Crowdfunding weiterentwickeln werden – darüber lässt sich nur spekulieren. Spannend bleibt es allemal.

Bild: VDI

Über die Autorin:
Eva Holden ist Referentin für Social Media und Internet beim VDI e.V.. Im Rahmen Ihrer Tätigkeit kümmert sie sich rund um die Auftritte des VDI in facebook, Blogs, Twitter und Co.

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