#vdiww - Adventsaktion / Tag 23

Kann ich künftig meine Turnschuhe ausdrucken?

Das Thema 3-D-Druck, oder genauer gesagt additive Fertigungsverfahren, beschäftigt sowohl Verbraucher als auch Wirtschaft und Produktion. Die Möglichkeiten entwickeln sich rasant, so dass wir uns gefragt haben: Kann ich mir künftig Alltagsgegenstände wie zum Beispiel Turnschuhe einfach ausdrucken?

Bild: Peter Bernik / Shutterstock.comVDI_WW_Thema_Turnschuhe_blog

Kann ich mir künftig meine Sportschuhe ausdrucken?
Werden Autos zukünftig mit dem 3-D-Drucker gefertigt?
Wird die erste Mondbasis aus Mondstaub vor Ort erbaut?

Das sind die Fragen, mit denen sich unser zuständiger VDI-Fachausschuss „Additive Manufacturing“ nicht beschäftigen wollte, als wir das Konzept für unseren Statusreport „Additive Fertigungsverfahren“ (www.vdi.de/statussadditiv) erstellten. Und die Gründe der Ehrenamtlichen im VDI sind auch nachvollziehbar: Sie beschäftigen sich damit, die Grundlagen für einen weiteren Einsatz in der industriellen Produktion zu schaffen. Und da gibt es genug „Baustellen“, die einer weiteren Nutzung entgegenstehen: Herstellkosten, Bauteilgröße, Fertigungstoleranzen, Baugeschwindigkeit sind nur einige Schlagworte, die aufzeigen, was noch zu tun ist.

Juristische Fragen müssen geklärt werden
Abgesehen von technischen Herausforderungen bieten auch noch juristische Fragen z.B. zur Haftung Interpretationsspielraum. Und spätestens, wenn diese Technik als Alternative für andere Fertigungsverfahren in der (Groß-) Serien eingesetzt werden kann, wird auch die Frage nach der Ressourceneffizienz bei der Herstellung und Nutzung der additiv gefertigten Bauteile gestellt werden. Die Bilanz wird für jedes Bauteil und für jeden Anwendungsfall unterschiedlich ausfallen. Ein ganzheitliches Produktkostenmanagement (engl. Total Costs of Ownership, TCO) wird angesichts hoher Rohstoff- und Energiekosten aber quasi von selbst auf eine jeweils ressourceneffiziente Lösung zusteuern.

Werkstoffe sind verschieden
Doch zum Sportschuh: Schauen Sie sich die Sohle eines aktuellen Schuhs an: Wie viele verschiedene Kunststoffe sehen Sie? Fühlen Sie daran: Manche sind härter, manche weicher, manchmal ist ein Luftpolster eingeschlossen, an manchen Stellen lasst sich der Schuh gut biegen, woanders nicht. Beim Obermaterial ist es nicht anders: Unterschiedliche Werkstoffe an unterschiedlichen Stellen sorgen dafür, dass der Schuh Halt gibt, die Belüftung des Fußes sicherstellt und gegebenenfalls vor der Witterung schützt.

Spezielle Verarbeitungsverfahren
Und nun zum Auto: Um effiziente, sichere und komfortable Autos zu bauen, werden praktisch in jedem einzelnen Bauteil unterschiedliche Werkstoffe kombiniert. Ein Autoreifen besteht nicht nur aus Gummi, ein Motor nicht nur aus Stahl, ein Katalysator nicht nur aus Platin. Beim Karosseriebau wird der Einfluss der Blechumformung auf die Festigkeit in Großpressen vorab numerisch simuliert, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die Veränderung des Werkstoffs durch ein spezielles Verarbeitungsverfahren wird also bewusst ausgenutzt.

Modelle erstellen
Der Sportschuh und das Auto zeigen: Moderne Produkte bestehen aus einer Vielzahl verschiedener Werkstoffe, die miteinander kombiniert und zielgerichtet verarbeitet werden, um die gewünschten Eigenschaften zu bekommen. 3-D-Drucker oder andere additive Fertigungsverfahren verwenden meistens für ein Bauteil einen Werkstoff. Nicht alle Anlagen lassen es zu, dass der Werkstoff für unterschiedliche Fertigungsläufe gewechselt werden kann, und Anlagen, die gleichzeitig mehrere Werkstoffe für ein Bauteil verwenden können, sind aufgrund der Funktionsweise von vielen additiven Fertigungsverfahren schlicht undenkbar. Damit steht für mich fest: Es lassen sich mit 3-D-Druckern oder ähnlichen Geräten sicherlich Modelle erstellen, die in der Vitrine aussehen, wie ein Sportschuh, sie sind es aber nicht. Und das wird bei den additiven Fertigungsverfahren, die wir heute kennen, auch noch lange so bleiben.

Zu guter Letzt zum Mond: Mir ist kein einziges Bauteil bekannt, das hier auf der Erde aus Wüstensand oder irgendeinem anderen Gestein vorherige ohne aufwendige Aufbereitung oder ohne weitere Zusatzstoffe hergestellt wurde. Warum sollte so etwas unter den widrigen Umständen auf dem Mond funktionieren?“

+++Geschenke, Geschenke, Geschenke+++
In dieser vorletzten Ausgabe unserer #vdiww-Adventsaktion verlosen wir drei VDI-Überraschungspakete. Beantwortet uns bis zum 29. Dezember 2014 als Kommentar zu diesem Beitrag hier im Blog oder auf unserer Facebook-, Twitter-, Google Plus– oder LinkedIn-Seite folgende Frage: Wenn Ihr Euch ein Produkt Eurer Wahl einfach ausdrucken könntet – welches wäre es?  Unter allen, die mitmachen, verlosen wir die Überraschungspakete. Viel Glück!

Teilnahmebedingungen findet ihr unter www.vdi.de/teilnahmebedingungen.

Über #vdiww
„VDI Wissenswertes Wissen“ (#vdiww) ist ein neues Themenformat des VDI. Darin geht es um alltägliche Themen, die uns interessieren und beschäftigen. Mit #vdiww schafft der VDI Abhilfe und beantwortet gemeinsam mit seinen Partnern Fragen des täglichen Lebens.

Erik MarquardtAutor: Dr. Erik Marquardt
Aufgabe im VDI: Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, Fachbereich Optische Technologien

Kommentare & Pingbacks

Ein Gedanke zu “Kann ich künftig meine Turnschuhe ausdrucken?

  1. Hallo!
    Um in festtaglicher Stimmung zu bleiben, würde ich mir wohl meinen perfekten Tannenbaum designen, den ich im Steckverfahren jedes Jahr wieder aufbauen kann. Und die Lichterketten nicht immer wieder auf’s Neue anbringen muss…

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