Enorm leistungsfähig
Doch warum sind 3D-gedruckte High-Tech-Bauteile so enorm leistungsfähig? Die Antwort: weil sie traditionelle Produktionsverfahren einfach umkehren. Bisher fräsen, hobeln und bohren die Techniker so lange Material von Stahlrohlingen weg, bis das Endprodukt übrig bleibt. Im Extremfall gehen dabei 98 Prozent des Materials verloren, so die Experten des LZN Laser Zentrums Nord in Hamburg.
Beim 3D-Druck passiert das Gegenteil: Kunststoffe, Keramiken und Metalle wachsen in einem Lasergewitter zu einem Werkstück heran - praktisch ohne Abfall.
Wichtiger noch: Die Konstrukteure haben viel mehr Freiheit. Sie können den Bauteilen so gut wie jede beliebige Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit verpassen; zudem können sie die Eigenschaften des verwendeten Materials für jede Anwendung maßschneidern. So treiben sie die Raketendüsen der Nasa zu Höchstleistungen. Vorbild für die Designer ist oft die Natur, etwa Knochen: Die besitzen im Inneren nur dort Querverstrebungen, wo sie belastet werden - nur an diesen Stellen sind sie nötig. Ein äußerst sparsames und zugleich höchst effektives Konzept.
Von ihm profitiert ganz besonders die Luft- und Raumfahrtindustrie. "Additive Fertigung ist inzwischen bei allen großen Triebwerksbauern ein strategisches Thema", sagt Oliver Edelmann, Mitgesellschafter von Concept Laser. Die Schmelzöfen der Franken stehen bei allen Großen der Branche, bei General Electric (GE), Honeywell, Pratt & Whitney oder Snecma. Auch die Nasa sowie das private Raumfahrtunternehmen SpaceX des Tesla-Gründers Elon Musk fertigen mit ihnen Triebwerkskomponenten für ihre Raketen.
Am weitesten unter den Triebwerksherstellern ist GE. Die US-Amerikaner haben angekündigt, in ihre neuen Leap-Düsenantriebe, die künftig unter anderem im Airbus A320 Dienst tun sollen, serienmäßig 19 per 3D-Druck gefertigte Brennerdüsen einzubauen. Eine Weltpremiere. Und ein Beweis für die hohe Zuverlässigkeit der Technik. Denn in keiner anderen Branche müssen Bauteile ähnlich extreme Belastungstests vor ihrer Zulassung bestehen.
Die GE-Manager schwärmen geradezu von den Vorteilen der 3D-Anlagen. Früher mussten sie die Düsen aus 20 Einzelteilen zusammenbauen – jetzt entstehen sie in einem einzigen Arbeitsschritt. Sie sind zudem leichter, stabiler und widerstehen extremen Temperaturen von mehr als 1300 Grad Celsius. Und noch ein Plus hebt Greg Morris hervor, Experte für additive Fertigung bei GE: "Jeder Drucker ersetzt bis zu 70 herkömmliche Werkzeugmaschinen."
Einziger Schönheitsfehler: Die Produktionskapazität heutiger Schmelzanlagen ist arg limitiert. Doch schon die nächste Generation soll das Drei- bis Vierfache an Ausstoß schaffen, erwartet Morris. Er war bis Ende 2012 Chef des 3D-Druck-Spezialisten Morris Technologies. GE kauft die Firma auf, um seine Kompetenz in dem Gebiet zu stärken. In den nächsten fünf Jahren erweitert der Konzern seine Entwicklungsabteilung für die laseradditive Fertigung von 70 auf 210 Forscher.
Was ein Feinkostladen mit 3D-Druck zu tun hat, erschließt sich nicht auf den ersten Blick.
Im Schaufenster fallen aber die 3D-Druckerzeugnisse zwischen den Marmeladengläser auf.
Thomas Berger, Inhaber des "Slow Shop" in der Münchener Heiliggeiststraße hat in seinem Feinkosttempel eine Ecke für die 3D-Druck-Enthusiasten eine Ecke freigeräumt.
Hier kann Nils Hitze von 3d Dinge seine Produkte präsentieren.
Spezielle Verbrauchsmaterialien führen zu Druckergebnissen mit unterschiedlichem Aussehen und unterschiedlichen Eigenschaften. Das Teil im Vordergrund wurde beispielsweise aus Supplies mit Holzanteil hergestellt.
Levin Brunner von 3d Dinge erklärt einem Besucher an einem Druckbeispiel die Materialeigenschaften von Verbrauchsmaterial mit Kreidebestandteilen.
3D-Druckinteressent Martin Altmann lässt sich von Nils Hitze die Details erläutern.
Zwischen Regalen mit Feinkost haben die 3D-Drucker ihre Ecke.
Zur Shop-Eröffnung sind einige 3D-Druck-Enthusiasten aber auch völlige Neulinge gekommen.
Praxis-Beispiel: Flasche mit Drehverschluss. Allerdings noch nicht ganz wasserdicht, wie die 3D-Druckeexperten einräumen.
Der Druckkopf des Ultimakers.
3D-Druck ist noch Handarbeit: Hier justiert Nils Hitze ein Gerät von Ultimaker.
Neu im 3dDinge-Porfolio: Die kompakte Makibox soll als Bausatz für nur 375 Euro zu haben sein. Voraussichtlicher Liefertermin: Mitte bis Ende September.
Auch das Verbrauchsmaterial mit Holzanteil hält der Shop bereit.
Mit dem passenden 3D-Scanner lassen sich Gegenstände erfassen und dann auf dem 3D-Drucker duplizieren.
Das Verbrauchsmaterial kann sowohl im Online-Shop als auch im Slow Shop gekauft werden.
Laybrick nennt der Hersteller das Druckmaterial, das sandseinartige Druckergebnisse ermöglicht.
Mit dem X400 gibt es auch einen etwas größeren 3D-Drucker von RepRap zu sehen.
Das Ultimaker-Gehäuse gibt es auch in einer schicken Holzversion.
Nicht ganz einfach ist das Drucken von Überhängen: Benchmark sind dabei die "Yoda-Ohren".
So wird das Druckmaterial von der Spindel zum Druckkopf transportiert.
Eine Vase als Druckbeispiel aus dem Ultimaker.