Sing the Body Electric

Der Begriff "additive Fertigung" ist bereits 2010 von der American Society for Testing and Materials (ASTM) etabliert worden und beschreibt in sieben Kategorien die Herstellung von Gütern mittels 3-D-Druckern. Dabei werden im Gegensatz zur üblichen abtragenden Fertigung Bauteile Schicht für Schicht aus formloser Flüssigkeit oder aus Pulver aufgebaut. Die Verfahren reichen vom schichtweisen Auftragen des Materials über eine Düse (der Materialextrusion) über die kombinierte Anwendung von Druckmaterial und Bindemittel (dem Jetting) bis hin zum Einsatz von Lasern für den schichtweisen Aufbau eines Bauteils (dem Laserschmelzen). Praktisch jeder Werkstoff kann für die additive Fertigung verwendet werden. Kunststoffe, Beton, Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Titan, Glas und Keramik sind gängige Materialen. Selbst der Biodruck von Organen und Geweben steht heute vor dem Durchbruch.

Industrieller Einsatz

Die additive Fertigung hat sich im Prototypenbau, in der Ersatzteilfertigung und in der Herstellung von Produkten, die genau auf den Kunden zugeschnitten werden müssen, etabliert. Bereits vor zwei Jahren wurde der "David Bowie Tribute Car" als erstes vollständig durch additive Fertigung hergestelltes Konzeptauto am 4. International Automotive Festival in Paris vorgestellt. Die meisten Fahrzeughersteller setzen heute diese Technologie ein, um Prototypen und Designstudien schnell und preiswert bereitzustellen. In der Luftfahrt kann durch mittels Laserschmelzen gefertigte Bauteile eine Gewichtsreduktion von bis zu 50 Prozent erreicht werden, wie die Erfahrungen von Airbus zeigen. Ein weiteres Beispiel ist die Erstellung von Zahnimplantaten, Kronen, Brücken und Zahnkorrekturhilfen. Sie müssen genau auf den Patienten zugeschnitten werden. Gemäss der Website 3D-Druck-Recherche.de werden zirka 10 Millionen Zahnersatzteile jährlich additiv produziert.

Ausblick

Die Hälfte der gesamten weltweiten Produktionen könnte durch die additive Fertigung abgedeckt werden. Das ist zumindest das Potenzial dieser Technologie gemäss der Studie "3D printing: a threat to global trade" des Finanzdienstleisters ING Diba aus dem Jahr 2017. Der Weg dahin scheint jedoch noch etwas weit. Der wichtigste Branchenindikator – der "Wohlers Report" – geht aktuell lediglich von einem Anteil von zirka 1 Prozent aus, auch wenn beeindruckende Wachstumsraten von bis zu 15 Prozent jährlich absehbar seien. Die Technologie scheint sich schrittweise zu etablieren und findet langsam den Weg über das Prototyping und die Einzelfertigung hinaus. Vor allem in denjenigen Branchen, die hohe Anforderungen an Produkte stellen, wie beispielsweise die Leichtbauweise, oder in Branchen, die auf individualisierte Produkte setzen wie etwa die Textil- oder Luxusgüterbranche. Kleinere Losgrös­sen und Produkte, deren Fertigung mittels traditioneller Methoden zu teuer ist, sind weitere geeignete Anwendungsgebiete dieses Verfahrens. Ein Indikator: Im letzten Jahr waren gemäss dem deutschen 3D-Netzwerk weltweit 25 Millionen 3-D-Drucker im Einsatz, die ungefähr 25 Milliarden Produkte erstellt haben. Die zunehmende Tendenz zur vertikalen Integration und damit zur lokalen Fertigung bietet viele Möglichkeiten, diese innovative Technologie einzusetzen.