DER KONSTRUKTEUR 4/2018

DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG
LIVE@
DURCHGÄNGIGE
DATEN
DRUCKFRISCH
SPECIAL
Mehr Freiheiten bei der Konstruktion, mehr
Kosteneffizienz und weiterreichende
Digitalisierung – dort, wo andere
Fertigungsverfahren an ihre Grenzen stoßen,
eröffnet der 3D-Druck neue Möglichkeiten. Als
Basis sind 3D-Modelle notwendig, die hohe
Anforderungen an Konstruktions- und
Simulationstools stellen.
Der Begriff additive Fertigung ist umfassender als 3D-Druck
und ist für das Produktionsverfahren, das die gesamte
Wertschöpfungskette betrifft etwas treffender. Schon bei
der Erstellung von 3D-Datensätzen mit softwaregestützten
Methoden muss additive Fertigung mitgedacht werden und sich
dann weiter über die Bauteiloptimierung, den Druckvorgang selbst
sowie die Nachbearbeitung der gedruckten Teile erstrecken. Um die
dreidimensionalen, physischen Teile aus sehr dünnen Schichten
aufeinander drucken zu können, werden die 3D-Modelle am Bild-
schirm zunächst in Schichten zerlegt. Daraus wird ein Code generiert,
der zum Steuern der Druckmaschine dient. Der große Vorteil:
Die neuesten Maschinen in der additiven Fertigung können schnell
und ohne große Umrüstzeiten jede gewünschte Produktionsmenge
herstellen – bis hin zu Losgröße 1. Es ist momentan besonders interessant,
den 3D-Druck bei kleineren Mengen einzusetzen, da die
durchschnittlichen Stückkosten konstant bleiben. Bei großen
Stückzahlen (Massenfertigung) dagegen bringen die üblichen Fertigungsverfahren
weiterhin durch Economies of Scale Vorteile – zumindest
noch für eine gewisse Zeit. Es zeichnet sich ganz klar ab,
dass auf lange Sicht gesehen der technologische Fortschritt und
sein Optimierungspotenzial die Gewinnspanne der additiven Fertigung
auch bei einer großen Produktionsmenge maximiert. Da die
Stückkosten beim 3D-Druck kontinuierlich reduziert werden, kann
ab einer bestimmten Menge zu den gleichen Kosten produziert
werden wie heute mit der traditionellen Massenfertigung.
Laut einer Bitkom-Studie aus dem Jahr 2017 sind Wachstumsmärkte
für die additive Fertigung vor allem Luftfahrt, Medizin und
Konsumgüter. Die Vorteile des Verfahrens kommen hier besonders
zum Tragen: Massen-Individualisierung wird einfacher. Individuelle
Teile oder Kleinserien können auf Kundenwunsch in kürzester
Zeit gefertigt, die Produktion einer schwankenden Marktnachfrage
schnell angepasst werden. Durch 3D-Druck wird es möglich, die
82 DER KONSTRUKTEUR 4/2018