Nachricht vom 20.08.2020 
3D-Druck-Anwenodungen in der Industrie
Die Möglichkeiten des 3D-Drucks wirken schier unendlich. So verwundert es nicht, dass er ein zentraler Bestandteil in der Industrie ist. Die Vorteile des Verfahrens liegen auf der Hand und selbst bezüglich der Materialien ist vieles möglich. Aber wie wird das Verfahren eingesetzt, wofür wird es eingesetzt und welche Möglichkeiten könnte es künftig auch in anderen Bereichen geben?
Materialien: Fast alles kann verarbeitet werden
Beim 3D-Druck können diverse Materialien genutzt werden. Das Hauptmaterial stellt sicherlich der Kunststoff in seinen verschiedenen Varianten dar. Zu sagen, dass es ein festes Material für den Druck gibt, ist falsch, da das Material dem Anwendungszweck folgen muss:
- PLA - dieser Kunststoff wird gerade im Heimbereich genutzt. PLA basiert auf Milchsäure und verfällt in seine Bestandteile, wenn es den Umwelteinflüssen ausgesetzt wird. In der Industrie dient es somit eher als Basis für Modelle.
- PHA - dieser Biokunststoff ist UV-beständig.
- TPU - das thermoplastische Polyurethan ist flexibel und wird gerade in der Industrie dort eingesetzt, wo Gummi simuliert werden soll. Da der Kunststoff resistent gegenüber Chemikalien ist, eignet er sich perfekt für chemisch raue Umgebungen.
- Polypropylen - der langlebige Kunststoff ist robust und bietet eine geringe Reibung bei hoher Ermüdungsbeständigkeit. Ersatzteile und Prototypen, die unter Belastung getestet werden sollen, werden hieraus gefertigt. Auch setzt die Industrie dieses Material beim Fahrzeugbau ein.
Abseits der Kunststoffe gibt es Gemische und Metalle, die im 3D-Druck verwendet werden:
- Harze - sie eignen sich für Druckverfahren, die feine Strukturen erfordern.
- Metalle - sie werden meist als Legierung verwendet. Druckwerke, die in Metall gedruckt werden, sind beständiger als gegossene Metalle.
Kupfer stellte die Wissenschaft vor eine Herausforderung, da das Druckverfahren kompliziert ist. Mittlerweile ist es jedoch möglich, Produkte aus Reinkupfer aus dem 3D-Drucker zu erzeugen. Die Aushärtung folgt per Induktionshärtung. Der Vorteil des Verfahrens ist, dass die gedruckten Produkte absolut identisch reproduziert werden können, was bei anderen Härtungsverfahren zuvor nicht machbar war.
Wie der 3D-Druck die Produktion vorantreibt
Das dreidimensionale Druckverfahren hat für die Industrie wertvolle Vorteile. Ein besonderer Vorteil ist die Geschwindigkeit in der Schaffung von Prototypen. Bislang mussten Prototypen gegossen werden, was die Gestaltung einer Gießform bedeutete. Ein Prototyp aus dem 3D-Drucker wird sprichwörtlich vom Designprogramm aus ausgedruckt. Der Prototyp ist wenige Zeit später fertig und, je nach Material, nutzbar. Zudem können Produktionen Ersatzteile nun selbst herstellen, was natürlich Ausfälle von Anlagen verhindert.
Doch ist die Nutzung des 3D-Drucks weit über das Stadium von Prototypen oder Ersatzteilen hinaus. Längst werden beispielsweise in der Automobilindustrie Bauteile vollständig gedruckt. Die zusätzliche Herstellung dieser Bauteile oder gar die Auslagerung der Fertigung entfällt; ein weiterer Bestandteil der Fertigung verbleibt unter dem eigenen Dach.
3D-Druck: Auch eine medizinische Hoffnung?
Tatsächlich ist der 3D-Druck in der Medizin längst angekommen. Ein einfaches Beispiel ist die Zahnmedizin, spezieller die Herstellung von Zahnersatz. Die Kronen von Zahnimplantaten entstehen mitunter aus dem 3D-Drucker. Der absolut identische Abgleich mit den verbliebenen Zähnen des Patienten garantiert, dass der Zahnersatz optisch nicht auffällt.
Ein anderes Einsatzgebiet, welches künftig möglich sein könnte, sind künstliche Gelenke aus dem Drucker. Die Passform wäre perfekt auf den Körper des Patienten abgestimmt, was Probleme durch schlechte Passformen verhindert.
Die Forschung setzt sich zudem mit der Schaffung von Organen aus dem 3D-Drucker auseinander. Dieses Verfahren stellt natürlich weitaus andere Anforderungen an den Druck als Zahnkronen, Hörgeräte, Orthesen oder Prothesen. Trotzdem macht die Wissenschaft auch hier große Fortschritte und hofft, in der Zukunft erkrankte Organe auf diese Weise ersetzen zu können.
Fazit - ein vielseitiges Verfahren
Der 3D-Druck ist ein unglaublich vielseitiges Verfahren, welches in der Industrie, der Medizin, wie auch im heimischen Umfeld genutzt werden kann. Aus der Industrie ist das Druckverfahren kaum noch fortzudenken, auch die Medizin setzt schon vielfach auf Druck-Erzeugnisse. Dennoch ist noch Luft nach oben. So wie herausgefunden wurde, wie bestens mit Kupfer gedruckt werden kann, so müssen für den medizinischen Einsatz Materialien gefunden werden, die körpereigenes Gewebe ersetzen können. (prm)
