Im industriellen Bereich werden wesentlich höhere Anforderungen an die Präzision, Haltbarkeit und die Herstellungsgeschwindigkeit von Fertigungsteilen gestellt als bei der Nutzung von 3D Druckern im privaten Bereich. Gleichzeitig bestehen höhere Erwartungen an die Automatisierung der Produktion, die Wartungsfreundlichkeit und eine fortschrittliche Energiebilanz sowie die Präzision der entstehenden Produkte.
3D Druck hat im industriellen Bereich als Maßnahme der Additiven Fertigung große Potenziale, zum Beispiel in der Optimierung von Logistikketten durch „Print on demand“, schnelle Fertigung von Prototypen bis hin zum mobilen Drucken. Dadurch wird beispielsweise die Lagerhaltung weniger aufwändig. Zusätzliche Energieeffizienzsteigerung versprechen leichtere Bauteile, die besser transportierbar sind. Im Gesundheitssektor können individuelle Prothesen, Implantate oder Ohrpassstücke für Hörgeräte mithilfe von 3D-Drucker-Systemen kostengünstig und schnell hergestellt werden.
Beim Druckvorgang selbst gibt es in technischer Hinsicht keine grundsätzlichen Unterschiede zu 3D-Druckern für den Hobby-Gebrauch: Das Druckmaterial – das Drucker-Filament aus einem Kunststoff – wird im heißen Druckkopf, dem Extruder, durch Erhitzen verflüssigt. Das flüssige Material wird auf eine Grundplatte aufgetragen, auf der das Medium erkaltet. Dann wird die nächste Druck-Schicht aus dem verflüssigten Material aufgetragen.
Das zu druckende 3D-Modell wird mit einer CAD-Software modelliert und als CAD-Datei mit der Endung .STL an den Drucker gesendet. STL steht für Stereo-Lithografie und die Dateien beschreiben die Oberflächenform des jeweiligen Objekts als die Sprache, die der Drucker „versteht“. Der Auftrag des Druckmediums erfolgt durch das additive Verfahren FDM für „Fused Deposition Modeling“ (auf Deutsch „Schmelzschichtung“). Eine synonym verwendete Abkürzung ist FFF, was für Fused Filament Fabrication (etwa „Herstellung mit geschmolzenen Fäden) steht.
Ein weiteres Verfahren – die Digital-Light-Processing-Technologie (DLP) – arbeitet mit flüssigem und flexiblem Harz, was eine außergewöhnlich hohe und präzise Druckqualität verspricht.
Einige 3D Drucker Modelle verfügen über zwei Druckköpfe, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit steigt und es größeren gestalterischen Spielraum gibt, zum Beispiel durch das Mischen verschiedenfarbiger Drucker-Filamente. Die für die industrielle Anwendung gedachten 3D Drucker sind robust aufgebaut und fast ausnahmslos mit einer Einhausung umgeben, um das Bedienpersonal vor versehentlichem Kontakt mit den heißen Elementen des Druckers zu schützen. Zudem findet der Druckvorgang in solchen Einhausungen unter konstanten Umgebungsbedingungen statt, das aushärtende Material ist vor Staub und anderen Fremdkörpern geschützt. Zudem wird das Betriebsgeräusch des 3D Druckers verringert.
Weitere, optionale technische Ausstattungen dieser Drucker sorgen für einen sicheren Einsatz im Industriebereich: Dazu gehören integrierte Kameras zur Fernüberwachung der Geräte – gleichzeitig ein großes Sicherheitsplus. Die Einbindung in bestehende Netzwerke wird über WLAN oder Ethernet-Kabel realisiert, oder die Versorgung mit Daten per USB-Stick oder-Kabel sichergestellt. Zur reibungslosen Übertragung der Druckdaten von PC oder Mac zum 3D-Drucker ist eine herstellerabhängige Software zu installieren, zum Beispiel „Cura“ von Ultimaker oder „XYZware_Nobel“ von XYZ Printing.
Unser Praxistipp: Schutz vor rechtlichen Konsequenzen
Produktpiraterie kann unter Umständen strafrechtliche Relevanz erlangen. Informieren Sie sich daher vor dem Druck von Fertigungsteilen, ob das Vervielfältigen von bestimmten (Marken-)Produkten mittels 3D Druck gegen das Marken- oder Urheberrecht verstößt.
Der 3D Druck ist ein anspruchsvolles technisches Verfahren, das mit Risiken bei Betrieb und Wartung einhergeht. Das betrifft nicht nur die allgemeine Sicherheit beim Umgang mit 3D Druckern. Das erhitzte Druckerfilament sondert – je nach eingesetztem Material – feinste Partikel und unter Umständen die Atemwege reizenden Gase ab. Das erfordert Arbeit in gut durchlüfteten oder aktiv entlüfteten Räumen. Die bereits genannten Einhausungen schaffen hier nur teilweise Abhilfe.
Vor Wartungs- und Reinigungsarbeiten oder zur Beseitigung von Funktionsstörungen müssen Sie den Drucker vom Stromversorgungsnetz trennen und mindestens 30 Minuten abkühlen lassen.