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3D-Drucker: Wie funktioniert eigentlich ein 3D-Drucker?

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Wussten Sie, dass die 3D-Druck-Industrie im Jahr 2013 einen Umsatz von 3,1 Milliarden Dollar erwirtschaftet hat. Bis 2020 soll dieser Umsatz auf 21 Milliarden Dollar ansteigen. Wurden 2015 245.000 3D-Drucker ausgeliefert, soll die Absatzzahl 2019 5,6 Millionen Stück betragen. Dabei sind einer Umfrage des IT-Branchenverbands BITKOM zufolge 89% der befragten Unternehmen für Logistik und Fertigung der Ansicht, dass der 3D-Druck für Industrieunternehmen viele Vorteile mitbringt.

Der Möglichkeit “individuelle Produkte” herzustellen und “größere Flexibilität in der Produktion” werden von 66% bzw. 63% der Befragten zugestimmt. Als wichtige Vorteile wurden in der Umfrage die “Freiheit im Design” (23%), weniger Vorratslagerung (9%) und eine Gewichtsreduktion (4%) genannt. In einer anderen BITKOM-Studie wurde die Bedeutung des 3D-Druckers für die Flugzeugindustrie untersucht. Dabei sind sich die Experten einig: bis 2030 wird sich der 3D-Drucker in der Flugzeugindustrie durchsetzen. Wesentlicher Treiber dafür ist Industrie 4.0, die die Herstellung effizienter machen wird (Stichwort: smart production).

Ohne Industrie 4.0 kein 3D-Drucker

Doch nicht nur in der Fertigung und Logistik spielt der 3D-Drucker eine wichtige Rolle. Beispielsweise kommt er bereits in der Medizin zum Einsatz. Schrauben in individueller Größe zur Fixierung von Knochenbrüchen ist nur ein Einsatzfeld. Für die nahe Zukunft soll dank 3D-Drucker die Medizin in der Lage sein, Haut, Nerven, Muskulatur oder sogar Teile von Gliedmaßen zu reproduzieren. Ein weiteres wichtiges Einsatzfeld, ist die Weltraumfahrt.

Die Astronauten bleiben immer länger im Weltall. Entsprechend groß ist der Aufwand, sie mit Waren, Lebensmitteln und Werkzeugen zu versorgen. Mithilfe des 3D-Druckers können die Astronauten nach Bedarf die benötigten Materialien herstellen. Für Experten ist die 3D-Druckertechnologie sogar Voraussetzung, damit Menschen das Weltall besiedeln können.

Es klingt toll, was man mit einem 3D-Drucker heute schon alles machen kann. Aber wie funktioniert er nun? Wesentliches Merkmal des 3D-Druckers ist das “additive Verfahren”. Während bei der bisherigen Herstellung von Waren Material abgetragen wird, wie z.B. durch Sägen, Fräsen, Schleifen, Drechseln usw., ist das Herstellungsprinzip beim 3D-Druck genau umgekehrt. Hier werden die Materialien in sehr dünnen Schichten aufgetragen.

Dabei unterscheiden sich die 3D-Drucker. Manche können nur wenige Materialien verarbeiten, andere wiederum können bis zu 100 unterschiedliche Materialien verwenden, um das Objekt herzustellen. Dazu steht den Designern von 3D-Objekten eine sehr große Auswahl zur Verfügung. Ob Kunststoffe, Metalle, Glas, Keramik, Gips oder eine Mischung aus verschiedenen Werkstoffen, die 3D-Designer können mit ihnen eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten abdecken.

Die Infografik zeigt die Arbeitsschritte eines 3D-Druckers. Am Anfang steht das Design des Objekts, das am Computer entsteht. Bereits heute kann man auf Portalen wie freeform4u, Sculpteo oder kazzata kostenpflichtige oder Gratis-Modelle für den heimischen oder betrieblichen 3D-Drucker beziehen. Dort können aber auch eigene 3D-Modelle für den 3D-Drucker in Auftrag gegeben werden.

Der Feldzug des 3D-Druckers geht weiter und begründet eine Vielzahl von tragfähigen Geschäftsmodellen, so dass man heute schon annehmen kann, dass der 3D-Drucker in naher Zukunft nicht nur in Fertigungsbetrieben, sondern auch in Privathaushalten erfolgreich einziehen wird, wie einst der Computer oder die Waschmaschine, die das Alltagsleben der Menschen verändert hat.

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