3-D-Druck ermöglicht es, Bauteile und Produkte aus einem Stück zu fertigen. Hierzu gibt es in der Industrie zahlreiche Verfahren, die sich stark von denen unterscheiden, die von Heimwerkern oder Kleinstbetrieben für 3-D-Drucke verwendet werden. Verfahren wie das Selektive Laserschmelzen (SLS) oder Multi Jet Fusion (MJF) werden hauptsächlich für professionelle Anwendungen herangezogen und eröffnen der fertigenden Industrie völlig neue Anwendungsgebiete. Wurde die Technologie lange Zeit ausschließlich für die Herstellung von Prototypen verwendet, findet sie so mittlerweile auch in der massenhaften Fertigung von Bau- und Verschleißteilen Anwendung.  

Das Berliner Start-up Bigrep arbeitet beispielsweise schon seit einigen Jahren daran, Kunststoff-3-D-Drucker für die Fertigung von Produkten zu entwickeln. Gefertigt werden bereits Carbonfaserteile mit 3-D-gedruckten Formen sowie ganze Schiffsschrauben aus 3-D-gedruckten Sandguss-Modellen. Mittlerweile können sogar Badewannen für namenhafte Hersteller im 3-D-Druckverfahren hergestellt werden. Und auch Airbus setzt seit einigen Jahren auf Bauteile, die im 3-D-Druckverfahren hergestellt wurden. Dies spart langfristig nicht nur Geld, sondern bietet dem Flugzeughersteller gleich mehrere Vorteile: Die Bauteile sind leichter und die Fertigungen schneller zu modellieren, wenn Teile an neue Modelle angepasst werden müssen.

3-Druck erobert die Serienfertigung

Mit diesen Technologien trifft Bigrep auf einen wachsenden Markt. Dies zeigt sich auch in einer umfassenden Studie des Unternehmens Ernst & Young. So ist Europa nach Asien, aber deutlich vor den USA, derzeit führend bei der Verwendung von 3-D-Druckverfahren in der Industrie – und die Wachstumskurve steigt weiter. In ihrer Studie kommen sie zu dem Ergebnis, dass zwei Drittel der global befragten Unternehmen bereits Verfahren des 3-D-Drucks anwenden, und bereits 18 Prozent nicht nur Prototypen, sondern Endprodukte herstellen und fast die Hälfte der befragten Unternehmen den drei 3-D-Druck in absehbarer Zeit für ihre Serienfertigung nutzen will. Als Gründe hierfür werden neben der zunehmend geforderten Individualisierung von Produkten die Sparsamkeit von Material und Gewicht genannt.

Doch nicht nur Start-ups aus der Hauptstadt sind auf diesem wachsenden Markt präsent. Auch der 3-D-Druck Dienstleister 3D-Druck.in aus Baden-Württemberg bietet Lösungen im Großformat an. Hier können Aufträge direkt online aufgegeben werden und so Lösungen für Auftragnehmer gefunden werden, die selbst nicht über die kostspieligen 3-D-Drucker in ihrer Firma verfügen.

Für die Zukunft sind daher vor allem Technologien gefordert, die es nicht nur ermöglichen, den Druckprozess zu beschleunigen, sondern auch eine serienmäßige Weiterentwicklung der 3-D-Drucker ermöglichen. Die derzeit noch hohen Anschaffungskosten für diese Maschinen ließen sich so mittel- und langfristig senken. Hinzu kommt, dass der Fachkräftemangel auf diesem neuen Gebiet groß ist: Noch zu wenige Menschen kennen sich mit der Technik so gut aus, dass sie richtig einschätzen können, ob die Anforderungen der jeweiligen Auftragnehmer:innen mit den Möglichkeiten und Limitationen des 3-D-Drucks umzusetzen sind. Diese Vermittlungsstelle zwischen den Bereichen wird in Zukunft vollkommen neue Anforderungen an Mitarbeiter:innen – zum Beispiel im Bereich des Produktdesigns – erfordern.  

Potenziale im Maschinenbau

Ein weiteres Anwendungsgebiet mit viel Potenzial ist die Fertigung von Werkzeugteilen. Diese könnt zukünftig dem klassischen Maschinenbau Konkurrenz machen, da Werkzeugteile, direkt, individualisiert und sehr zügig gefertigt werden können. Derzeit marktführend ist hier zum Beispiel die Firma Canto aus Lüdenscheid. Sie bietet ihren Auftragnehmer:innen komplexe Teile direkt aus dem Druck an – für die industrielle Serienfertigung. Dies könnte in der Zukunft dazu führen, dass Konstrukteur:innen weniger auf die Herstellungsverfahren Rücksicht nehmen müssen und sich stärker auf die Anforderungen an die Form beziehungsweise die Art eines Bauteiles fokussieren können. Dies würde dazu führen, dass die Limitationen, die derzeit noch durch das Herstellungsverfahren bedingt sind, an Bedeutung verlieren und die Funktionen in den Vordergrund treten.   

Ein Hemmnis für die Verwendung des 3-D-Drucks stellen derzeit noch die Freigabeverfahren für neue Techniken dar. Ob sich das neuartige Verfahren also wirklich so schnell in der seriellen Fertigung etablieren wird, wie es sich die 3-Druck-Pioniere wünschen, oder ob es zunächst bei einer additiven Fertigung einzelner Bauteile bleibt, wird sich erst noch erweisen müssen.

Sicher ist allerdings schon heute, dass der 3-D-Druck Potenzial bietet, die in Zeiten zunehmender Ressourcenknappheit und dem Gebot nachhaltiger Produktion gebraucht werden: Bauteile können passgenau, leicht und zum Teil direkt vor Ort hergestellt werden. Ein eindrucksvolles Beispiel hierfür ist Deutschlands erstes Haus aus 3D-Drucker, welches in nur vier Tagen gebaut wurde.