Größer ist Besser im 3D-Druck

Vor kurzem wurde in New York ein 3D-gedrucktes Haus verkauft, das erste seiner Art. Ziemlich bemerkenswert, aber es gilt immer noch als Neuheit und muss noch einige Hürden überwinden, bevor es sich erfolgreich auf dem Markt durchsetzen kann.

Die ganze Industrie der additiven Fertigung entwickelt sich im hohen Tempo, und die technologischen Verbesserungen, neue Materialien, die Anwendungsmöglichkeiten, die Wettbewerber und die Akzeptanz sind so vielfältig wie nie zuvor, und es gibt keine Anzeichen für eine Verlangsamung. Der Software-Anbieter AMFG erwartet jährliche Wachstumsraten bis 2023 im Bereich von 18,2 bis 27,2 %. Was im Jahr 2013 noch eine 3-Milliarden-Dollar-Branche war, könnte in nur einem Jahrzehnt 30 Milliarden Dollar überschreiten. Dies wird in erster Linie von den großen Industrieunternehmen in Nordamerika, Europa und Asien vorangetrieben.

Mit der zunehmenden Verbreitung steigt auch der Bedarf an skalierbarer Technologie, die die Probleme von heute und morgen lösen kann. Als Branche haben wir in der Vergangenheit Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit als Hauptanforderungen betrachtet, aber die jüngsten Daten deuten darauf hin, dass die Größe ein sehr wichtiger Faktor für industrielle Hersteller, Produktentwickler und Designer geworden ist.

Die Größe zählt

Heute gibt es großformatige 3D-Drucker, die in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen eingesetzt werden. Zum Beispiel integrieren Fertigungseinrichtungen und Gießereien die größere Drucktechnologie, um neue Gussmodelle zu erstellen, die präziser und kostengünstiger sind. Diese Gießereimodelle können zwischen 100.000 mm2 und 400.000 mm2 groß sein und werden in der Regel in einem manuellen Prozess hergestellt, der ungenau und teuer ist.

Die Möglichkeit, digital zu konstruieren und 3D-Druck mit wiederholbaren Ergebnissen durchzuführen, ist nach wie vor ein deutlicher Vorteil. Das Konzept der Größe in diesem Markt wird durch die Anwendung bestimmt und eine Einheitsgröße für alle gilt nicht. Hier finden Sie eine Liste der wichtigsten Beispiele und industriellen Anwendungen, um weiter zu begründen, was für Sie funktionieren könnte.

Große Bauteile

Dies ist für Hersteller aus der Automobil-, Transport- und Luftfahrtindustrie von großer Bedeutung. Ingenieure in diesen Branchen entwerfen alle Arten von Produkten, Prototypen und Werkzeugen, die von einem 3D-Drucker mit großem Bauvolumen profitieren können. Ein Designer für Luxusautos möchte beispielsweise individuelle Schalensitzoptionen für Kunden entwickeln, die ihre Fahrzeuge gerne personalisieren.

Der Bau eines Sitzprototyps in menschlicher Größe würde normalerweise mehrere 3D-gedruckte Komponenten erfordern, die geklebt oder geschweißt werden müssen, und wenn die Toleranz bei einem Druck nicht stimmt, müssen mehrere Bauteile neu erstellt werden. Der großformatige 3D-Druck löst dieses Problem, indem das gesamte Werkstück einfach in einem einzigen Druckvorgang fertiggestellt wird. Darüber hinaus hat sich diese Technologie als nützliches Fertigungswerkzeug für Produktionslinien erwiesen. Zug- und Flugzeughersteller arbeiten mit sehr großen und schweren Rahmen, Fahrgestellen und Türen während des Montageprozesses. Obwohl das meiste davon mit industrieller Ausrüstung automatisiert werden kann, erfordert ein Teil davon aufgrund der Komplexität oder mangelnder Ressourcen manuelle Arbeit.

Viele industrielle Hersteller bauen kundenspezifische Vorrichtungen und Fertigungshilfen, um die Arbeitsbedingungen zu verbessern und die Effizienz zu steigern. Diese werden oft mit Scan- und Reverse-Engineering-Technologien kombiniert, eine lang erprobte und zuverlässige Anwendung des großformatigen 3D-Drucks ist.

Großer 3D-Drucker für Montagehilfen bei Ford
Vorrichtung zur Positionierung in der Fahrzeugmontage bei Ford

Kleinserien-Produktion

Der 3D-Druck gewinnt schnell an Bekanntheit als Produktionswerkzeug, das die Unabhängigkeit der Fertigung verbessern wird. Globale Lieferketten schrumpfen, und viele Methoden des Outsourcings gehören der Vergangenheit an. Dies gilt besonders für viele Hersteller von Konsumgütern, Elektronik und medizinischen Geräten, die nicht mit langen Vorlaufzeiten arbeiten können.

Die Vorteile des großformatigen 3D-Drucks liegen nicht nur bei großen Bauteilen, sondern auch bei der Serienfertigung von Produkten. Warum nicht ein Druckbett mit 10, 50, 100 oder 1.000 Elementen füllen und diese über Nacht drucken? Dies wird oft als On-Demand-Fertigung bezeichnet und ermöglicht es Produktentwicklungsunternehmen, ihren Kunden sofort Produkte zur Verfügung zu stellen. Dies reduziert den Bedarf an Lagerhaltung und beseitigt logistische Alpträume, die mit Überseetransporten verbunden sind. In dem Maße, in dem Unternehmen das Konzept des digitalen Lagers übernehmen, werden sie auch den großformatigen 3D-Druck als Möglichkeit zur Verbesserung der Kundenzufriedenheit nutzen.

Großer Bauraum für 3D-Druck von mehreren Teilen gleichzeitig
Luftschacht in einem Verizon WLAN-Kiosk in der New Yorker U-Bahn von Boyce Technologies

Iterationen ohne Vorlaufzeit

Wie oft entwerfen Sie das perfekte Produkt beim ersten Mal? Das ist fast unmöglich. Als Ingenieure ist es unsere Aufgabe, Entwürfe zu iterieren und zu verbessern, um die Funktionalität, Ästhetik oder jede andere Anforderung zu optimieren. Gelegentlich auch als Rapid Prototyping bezeichnet, ist der 3D-Druck für die meisten Unternehmen, die Produkte auf den Markt bringen wollen, zur ersten Werkzeugwahl geworden. Als Anhaltspunkt: Die durchschnittliche Zeitspanne für die Entwicklung eines neuen Produkts beträgt bei Verbraucherprodukten etwa fünf Monate.

Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass die Konkurrenz ständig innovativ ist und es an den Ingenieuren liegt, kosteneffiziente Wege zu finden, um schneller auf den Markt zu kommen. Eine Möglichkeit ist der großformatige 3D-Druck und die Produktion von mehreren Teilen, Baugruppen, Ideen und Produktiterationen über Nacht auf einer einzigen Fertigungsplattform.

Herkömmliche Fertigungsmethoden sind in ihren Möglichkeiten eingeschränkt, die Fertigung mehrerer Teile in einem einzigen Prozess zu automatisieren und erfordern in der Regel mehrere Tage an Vorlaufzeit, Arbeit, Nachbearbeitung usw. Stellen Sie sich vor, Sie drucken mehrere Varianten Ihres Prototyps, testen diese auf Funktionalität und haben am Ende der Woche einen verifizierten Entwirf.

Groß 3D-drucken für Teile in Originalgröße
3D-gedruckter Wasser-Scooter von Jamade

Fazit

Größe ist relativ. Was für Sie funktioniert, muss für jemand anderen nicht funktionieren, daher ist es immer wichtig, dass Sie Ihre eigenen Recherchen durchführen. Der 3D-Druckmarkt ist voller komplizierter Technologien, so dass das Verständnis der Vor- und Nachteile zu einer ziemlichen Herausforderung werden kann.

Wenn es darum geht, herauszufinden, welche Bauraumgröße für Sie geeignet ist, laden wir Sie ein, sich mit einem unserer Experten zu beraten. Mit fast zehn Jahren Erfahrung im 3D-Druck und einer langen Liste zufriedener Kunden sind wir zuversichtlich, dass wir Ihnen den richtigen Weg weisen können.

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