DECHEMA-Blog

Vier Hürden für den 3D-Druck (und die Lösungen dazu)

Erstellt von Kathrin Rübberdt, 10.November 2020

3D-Druck ist längst keine Nischentechnologie mehr. Dennoch wirft sein flächendeckender Einsatz einige Fragen auf. Digitale Lösungen wie Simulationsmethoden oder Blockchain können dazu beitragen, 3D-Druck sicherer, kostengünstiger und leichter einsetzbar zu machen:

1. 3D-Druck ist keine Alternative zur Serienproduktion

Bisher wird 3D-Druck vor allem dann eingesetzt, wenn es um sehr kleine Stückzahlen geht; in der Serienproduktion ist er in der Regel zu teuer. Das richtige Design und Ansätze zur Automatisierung von wiederkehrenden Konstruktionsaufgaben können die Kosten jedoch erheblich senken und rücken die „additive Serienfertigung“ in greifbare Nähe.

2. 3D-gedruckte Teile sind weniger stabil.

Ein Phänomen, das beim 3D-Druck zu Problemen führen kann, sind Schrumpfungsprozesse im Bauteil. Durch den schrittweisen Aufbau können sich kleine Schrumpfungen in jeder Schicht zu größeren Deformationen und letztlich zu Bruchstellen führen. Moderne Simulationsmodelle können die Schrumpfung innerhalb der Schichten vorausberechnen und so dafür sorgen, dass die gedruckten Teile spannungsfrei und stabil sind.

3. 3D-Druck ist komplex.

Die vielfältigen Möglichkeiten des 3D-Drucks sind gleichzeitig auch eine Achillesferse: So weitgehend man Materialien, Geometrien und Druckverfahren kombinieren kann, um nahezu jeden Anspruch abzudecken, so viele Parameter gilt es dann auch bei der Baustrategie zu berücksichtigen. Eine Prozessimulation muss nicht nur das Gesamtkonzept abbilden, sondern auch die einzelnen Prozessschritte von Erwärmung, Formung und Abkühlung abbilden. Auf dieser Basis lassen sich die optimalen Druckbedingungen ermitteln. Die Kenntnisse dazu sind heute aber so weit fortgeschritten, dass mit moderner Software selbst komplexe additive Vorhaben im Voraus berechnet werden können. Das gilt sogar für Bauteile aus verschiedenen Werkstoffen mit Materialgradienten.

4. 3D-Druck gefährdet den Schutz von IP.

3D-Druck in der dezentralen Ersatzteilbereitstellung ist gerade in Zeiten unterbrochener globaler Lieferketten ein verlockendes Konzept. Doch wie lässt sich das geistige Eigentum sichern, wenn die Baupläne für wichtige Komponenten als Datensätze durch das Internet schwirren? Und wer gewährleistet die Qualität der damit gedruckten Komponenten? Hier bietet sich ein guter Ansatzpunkt für Blockchain-Lösungen, die die Datenhoheit und Rückverfolgbarkeit der Datennutzung gewährleisten.

Veranstaltung

Weitere Informationen dazu, wie 3D-Druck dank digitaler Methoden schneller zum Produkt führt und welche Simulationswerkzeuge zur Verfügung stehen, erhalten Sie beim Infotag „Digitales Design im 3D-Druck – der kurze Weg von der Idee zum Produkt" am 16. November 2020. Neben dem Einblick in gängige Softwarelösungen und dem Ausblick auf die Zukunft gibt es jetzt nach Ende des Vortragsprogramms für angemeldeten Teilnehmer auch noch die Möglichkeit, sich für einen von drei "Hands on"-Workkshops anzumelden, um dann unter fachkundiger Anleitung aktuelle Softwarelösungen auszuprobieren. – melden Sie sich hier an zum Infotag „Digitales Design im 3D-Druck"!


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