Produzieren in der dritten Dimension

Wann sich 3D-Drucken lohnt

Michael Sudahl lebt in Stuttgart und arbeitet in Schorndorf. Der gelernte Banker und Journalist beschäftigt sich seit 20 Jahren mit den Themen Personal, Karriere und IT. Daneben berät er Firmen in internen und externen Kommunikationsfragen, erstellt Kundenmagazine, schreibt Fachartikel und moderiert Prozesse rund um die Felder Unternehmensstrategie, öffentliche Wahrnehmung und Unternehmenskultur. Darüber hinaus hat er eine mehrjährige Ausbildung zum Körpertherapeuten (Cranio) abgeschlossen und ist inzwischen ebenfalls als Coach und Trainer tätig. 
Ganze Gerichte könnte bald ein Drucker ausspucken. Ernährungsexperten befürchten deshalb, dass die neuen Generationen der Küchenmaschinen 3D-Drucker werden. Doch selten wird so heiß gegessen wie gekocht. Und damit sich die Investition in 3D-Druck lohnt, müssen Kriterien erfüllt sein.

In der Küche wirken sie einfach nur absurd, doch in der Industrie können 3D-Drucker bestimmte Produktionsschritte einfacher, leichter und günstiger machen."Bis vor Kurzem waren Geräte, die dreidimensional drucken können, eine teure Spielerei. Heute könnten sie teilweise ganz Wirtschaftszweige umkrempeln", sagt Druckerexperte Thorsten Kolley vom baden-württembergischen IT-Dienstleister Bükotec.Zahnkronen herzustellen, war beispielsweise bisher sehr aufwändig. Häufig lagerten Labore die Arbeit nach Asien aus. Jetzt können 3D-Drucker solche Maßanfertigungen produzieren. Auch für Architekten, die Modelle erstellen wollen, oder produzierende Betriebe, die Prototypen oder Miniaturen brauchen, könnte 3D-Druck sinnvoll sein. Flugzeugbauer Boeing stellt Prototypen bestimmter Teile bereits auf diese Art her.

Druckexperte Thorsten Kolley weiß, wann 3D-Drucken Sinn macht.
Druckexperte Thorsten Kolley weiß, wann 3D-Drucken Sinn macht.
Foto: Bükotec

"Denn richtig Sinn macht die Herstellung per 3D-Druck nur bei Unikaten oder einer geringen Teileanzahl", erläutert der Bükotec-Mitarbeiter. Wenn dann die Geometrie sehr komplex ist, sodass viele Fertigungsschritte oder Handarbeit nötig wären, hat der Druck Vorteile. Alles andere ist über die bisher üblichen Produktionsabläufe sinnvoller herzustellen. Vor allem einfache Massenware wie Schrauben laufen weitaus günstiger und schneller über die klassischen Fertigungsanlagen. "Außer es lassen sich beispielsweise Lagerkosten sparen, indem man Ersatzteile für Autos innerhalb weniger Stunden druckt, statt sie ständig vorhalten zu müssen", erläutert der IT-ler ein weiteres Kriterium, wann sich die teure Technologie lohnt.

Mehrere hundert Werkstoffe können über Drucker laufen: Von Metall über Kunststoffe, Glas bis Teig. Diese Vielseitigkeit hat ihren Preis. Die modernen Printer kosten für den Industriebedarf mehrere Millionen Euro. Trotzdem investierte die Firma SLM Solutions in die Technik und stellt Metalldrucker her. Überzeugt davon, wettbewerbsfähig zu sein, ging das Lübecker Unternehmen im Mai an die Börse. SLM baut Maschinen, auf denen Laserstrahlen ein Pulver zusammenschmelzen. So lassen sich komplexe, dreidimensionale Bauteile und Formen aus Metall herstellen, die normalerweise gefräst oder gegossen werden. Denn neben der Geometrie sind die Ansprüche an Qualität und Festigkeit ein Thema. Hersteller behaupten, die Druckqualität moderner Geräte sei gut genug, dass sie hohen Belastungen standhalten, wie sie in Autos oder Flugzeug-Triebwerken auftreten.

Qualitätscheck ist unablässig

Was solche Drucker produzieren, findet Einsatz in Rennsport, Luft- und Raumfahrt sowie Zahntechnik. "Viele Produkte lassen sich zu einem Drittel der Kosten gegenüber einer Präzisionsfräse herstellen", meint SLM-Geschäftsführer Markus Rechlin. Neben dem geringeren Materialeinsatz seien die per 3D-Technik hergestellten Teile häufig leichter als konventionelle Produkte. Das spart unter anderem Transportkosten. "Aber was groß, schwer und voluminös ist, lässt sich in absehbarer Zeit nicht zum günstigen Preis drucken", schränkt Druckerexperte Kolley ein.

Zudem sind die Teile aus dem 3D-Drucker nicht sofort einbaufertig. Metallbearbeiter müssen sie nachbearbeiten. Schließlich sind die "gedruckten" Bauteile aus Metall in Schichten aufgebaut, die Facharbeiter unter Umständen einzeln auf Fehler überprüfen müssen. Der Fertigungsprozess 3D-Druck benötigt somit noch Zeit, auszureifen. (bw)