3D-Drucker auf dem Vormarsch

Der Bohrer der Firma Mapal mit Sitz in Aalen, die auf Präzisionswerkzeuge spezialisiert ist, wurde mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt. Bei dem Verfahren werden Metallstäube mit Hilfe von Lasern geschmolzen und dann nach einem speziellen Muster Schicht für Schicht aufgetragen. Das ermöglicht Hohlräume im Inneren. "Mit herkömmlichen Fräswerkzeugen wäre das nicht möglich", sagt ein Sprecher der Firma Mapal. Der Vorteil: Die Werkzeuge sind nicht nur halb so leicht wie ihre herkömmlich hergestellten Pendants, es können auch dünnere Bohrer hergestellt werden. Das erste serienreife Produkt hat Mapal vor einem Jahr auf den Markt gebracht, inzwischen geht die Fertigung in die Tausende.

Immer mehr Industriebetriebe entdecken 3D-Druck für sich. Maschinenbauer wie Festo nutzen das Verfahren, um Prototypen zu fertigen. Autobauer wie Daimler bauen sich so Teile, die in der Entwicklung eingesetzt werden. Siemens lässt sogar hitzebeständige Brennerköpfe für industrielle Gasturbinen mit dem Verfahren fertigen.

Daneben werden 3D-Drucker inzwischen vor allem in der Flugzeugfertigung nachgefragt. Auch hier geht es um Gewicht, denn das spart Treibstoff. Airbus will künftig zehn Prozent seiner Bau- und Ersatzteile selbst herstellen. Der Flugzeugbauer hat eigene 3D-Drucker gekauft und will weitere erwerben. 2016 beginnt Airbus mit der Serienproduktion von Bauteilen aus Titan, Mitte 2016 aus Edelstahl und von 2017 aus Aluminium. So wird eine Flügelklappe nicht mehr aus vernieteten Metall-Spanten gefertigt, sondern aus einem Guss. An der Unterseite hat sie stabile, einer Seerose nachempfundene Strukturen. Das ist preisgünstiger, leichter und stabiler und könnte ab 2018 in Serienfertigung gehen.

Auch in der Medizintechnik setzt sich 3D-Druck immer weiter durch. Vor allem Zahnimplantate kommen mehr und mehr aus dem 3D-Drucker, sagt ein Sprecher beim Branchenverband Spectaris. Auch Lösungen für Prothesen würden entwickelt und selbst über den Einsatz von Organen, die mit Hilfe von 3D-Druckverfahren gefertigt werden, wird geforscht. Einsatzmöglichkeiten in Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin werden auch auf der 3D-Druck-Konferenz, die kommende Woche auf der Branchenmesse Euromold (22. bis 25. September) in Düsseldorf stattfindet.

Ersetzt oder vereinfacht werden meist Guss- oder Fräsverfahren, die Werkstoffe in bestimmte Formen bringen. 3D-Druck lässt nicht nur neue Konstruktionen zu, sondern es ist auch schneller. "Spezialanfertigungen sind die Spielwiese für 3D-Druck - mit großem Erfolgspotenzial für die Industrie", sagt Rainer Gebhardt vom Maschinenbauverband VDMA. Massenartikel wie Hosenknöpfe oder Zahnräder, so Gebhardt, würden dagegen kaum aus dem 3D-Drucker kommen. Denn: 3D-Druck oder "Additive Manufacturing", wie die Industrie das Verfahren nennt, ist nach wie vor teuer.

Und so kommt es inzwischen auch zu Hybridentwicklungen: Der Bohrerschaft der Firma Mapal wird gefräst, das Vorderteil mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt. Auch der Hersteller von Greifsystemen Schunk mit Sitz in Lauffen am Neckar, kombiniert die neue Technologie. Schunk produziert Greiferfinger für Maschinen - zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie. Ändert ein Produzent beispielsweise die Form eine Schokoladenpraline, muss der Greiferfinger anders geformt sein.

Damit das schneller geht, hat Schunk einen Online-Shop eingerichtet. Dort kann der Kunde eine Konstruktions-Datei seines zu greifenden Produkts hochladen und eine Fingerform wählen, der Finger wird dann auf die spezielle Form zugeschnitten. "Statt nach drei bis sechs Wochen ist der Finger dann innerhalb einer Woche da", erklärt Ralf Becker, Abteilungsleiter der Vorentwicklung bei Schunk. Die Finger sind binnen 15 Minuten produziert. Die reine Herstellung sei zwar teurer, aber der gesamte Prozess durch die Zeitersparnis günstiger.