Polymer-3D-Druck meistern: Neueste Technologien, Innovationen & Anwendungen 2021

Ein Deep Dive in Polymer-3D-Druck: Technologien, vielversprechende Entwicklungen, Anwendungen und mehr.

Da große Chemiekonzerne nun in die 3D-Druck-Welt eintreten und Branchengrößen die Fähigkeiten der Technologie weiter vorantreiben, erhält Polymer-3D-Druck einen enormen Schub.

Um mit den neuesten Entwicklungen Schritt zu halten, tauchen wir unten in die spannendsten Innovationen im Polymer-3D-Druck und die Chancen der Technologie ein. Zunächst aber erkunden wir die gängigen Polymer-3D-Druckverfahren, die branchenübergreifend eingesetzt werden.

Polymer-3D-Druck: Die Technologien

Polymer-3D-Drucker dominieren den Hardware-Markt auf allen Fronten: Versanderlöse, installierte Basis und Anzahl der Entwicklungen in diesem Bereich.

Polymer-3D-Druck sollte 2020 11,7 Milliarden US-Dollar Umsatz generieren – ein Wert, der Hardware-, Material- und 3D-gedruckte Teile-Verkäufe kombiniert.

Im Folgenden betrachten wir die Schlüsseltechnologien, die dieses Wachstum antreiben.

Vat-Polymerisation

Stereolithografie (SLA)

Das Aufkommen der Stereolithografie (SLA) in den 1980ern markierte den Beginn der 3D-Druck-Ära. SLA ist ideal für optisch ansprechende Teile mit exzellenter Oberflächenqualität. Aufgrund hoher Genauigkeit und Auflösung werden SLA-Teile 주로 für Form- und Passkonzeptmodelle oder als Master-Patterns für Gussanwendungen genutzt.

SLA basiert auf flüssigen fotohärtbaren Harzen. Diese werden schichtweise durch einen UV-Laser selektiv gehärtet, wodurch das Harz aushärtet.

Während SLA-Teile eine großartige Oberfläche bieten, sind sie weniger langlebig als Teile aus anderen additiven Technologien. Auch reagieren SLA-Materialien empfindlich auf UV-Licht, wodurch sich ihre mechanischen Eigenschaften durch übermäßige Sonneneinstrahlung ändern können – ungeeignet für Außeneinsatz.

SLA-Photopolymere gibt es in verschiedenen Farben und Spezialmaterialien (ausbrennbar, langlebig, hochtemperaturbeständig, medizinisch).

Die Materialauswahl für SLA erweitert sich ständig. In den letzten 12 Monaten gab es diverse Ankündigungen neuer 3D-Druck-Harze von Formlabs, Henkel, Zortrax, DSM und vielen mehr.

Aus den aktuellen News lässt sich ableiten, dass die Harzentwicklung ein neues Level erreicht hat: Unternehmen fokussieren sich extrem auf fortgeschrittene Anwendungen, besonders in Medizin, Dental und Engineering.

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Materialextrusion

FDM/FFF

Fused Deposition Modeling (FDM), auch Fused Filament Fabrication (FFF) genannt, ist eine der beliebtesten 3D-Druckmethoden für industrielle Nutzung. Laut Marktforschungsfirma CONTEXT kamen 2020 die größten Versanderlöse aus dieser Maschinenkategorie – fast 150 Millionen $.

FDM wurde in den 1990ern kommerziell verfügbar als erschwingliche, benutzerfreundliche Prototyping-Technologie. Seither hat sich FDM zu größerer Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Materialvielfalt entwickelt, was es für Produktionsanwendungen wie Fertigungshilfen geeignet macht.

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FDM nutzt Thermoplast-Filamente, die durch eine Düse auf die Bauplattform extrudiert werden, Schicht für Schicht. Eine Hauptbeschränkung von FDM-Teilen ist Anisotropie – mechanische Eigenschaften sind nicht in allen räumlichen Dimensionen gleich, was zu schwächeren Teilen führen kann.

Zudem ist FDM langsamer als andere Technologien wie SLS oder SLA, was es allgemein unpraktisch für Serienfertigung macht.

Heute stehen Herstellern diverse FDM-Filamente zur Verfügung – von elastischem TPU über langlebiges, verstärktes ABS bis zu Hochleistungsmaterialien wie PEEK. Mit verfügbaren Produktions-Thermoplasten ist FDM ideal für funktionale, langlebige Produkte.

Pulverbettbasiertes Schmelzen

Selektives Lasersintern (SLS)

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein additives Fertigungsverfahren, das plastisches Pulvermaterial mittels leistungsstarkem Laser verschmilzt. Mit hoher Genauigkeit, Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und ohne Stützstrukturen wird SLS sowohl für funktionales Prototyping als auch Kleinserienproduktion genutzt.

SLS nutzt typischerweise Polyamid (Nylon)-Pulver, wobei PA11 und PA12 die gängigsten Polyamide sind, zusätzlich flexibles TPU-Material.

Doch Unternehmen erweitern kontinuierlich ihre Materialangebote. Beispielsweise brachte Evonik 2018 das weltweit erste flexible PEBA-basierte (Polyether-Block-Amide) Pulver für SLS auf den Markt.

Deutscher 3D-Drucker-Hersteller EOS bietet zudem kohlefaserverstärktes PEKK-Thermoplast für seine SLS-Systeme an, zusätzlich zu zertifiziertem PEEK. Das neue PEKK-Thermoplast soll Aluminiumteile in Luftfahrt- und Industrieanwendungen ersetzen können.

Bemerkenswert: EOS ist derzeit der einzige Hersteller, der ein SLS-System anbietet, das Hochleistungs-Thermoplaste wie PEEK und PEKK verarbeiten kann – das EOS P800.

Historisch war SLS-Technologie teurer in der Anschaffung (Hunderttausende Dollar). 2014 lief das Patent aus, was erschwinglichere Alternativen wie den Formlabs Fuse 1 Desktop-3D-Drucker ermöglichte.

Multi Jet Fusion (MJF)

Seit Markteinführung 2016 hat HPs Multi Jet Fusion (MJF) eine neue Dimension für die Produktion industrietauglicher funktionaler Teile und Prototypen eröffnet.

Wie SLS nutzt die Technologie Nylon-Pulver. Statt Laser trägt MJF ein Fusing Agent auf jede Pulverschicht auf, das dann durch eine Infrarot-Lichtquelle verschmolzen wird.

Verglichen mit SLS bietet MJF durch HPs innovative Nachbearbeitungsstation einen schnelleren Workflow, der den Kühlprozess beschleunigt und Pulverentfernung unterstützt. Die Jet Fusion 300/500 Serie bietet auch Vollfarb-3D-Druck.

Es gibt Einschränkungen bei HPs MJF, z. B. die aktuell begrenzte Materialauswahl (PA11, PA12, PA12 mit Glasperlen gefüllt).

Doch HP fördert ein Open-Platform-Modell, das Zusammenarbeit mit Materialentwicklern anregt. Durch diesen Ansatz hat HP mit über 50 Unternehmen kooperiert, darunter Evonik, BASF und Lubrizol, die an neuen Materialien für die Technologie arbeiten.

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Material Jetting

Material Jetting ist ein Tintenstrahl-Druckverfahren, bei dem flüssiges fotoreaktives Material schichtweise auf eine Bauplattform aufgetragen wird. Ähnlich wie SLA nutzt Material Jetting Harze, die unter UV-Licht aushärten.

Ein Hauptvorteil ist die Fähigkeit, zwei oder mehr Photopolymere während des Drucks zu kombinieren, was Teile mit Hybrideigenschaften ergibt (z. B. Steifigkeit mit Flexibilität). Zudem kann die Technologie Vollfarb-Teile produzieren – ideal für Prototypen mit Endprodukt-Optik.

Harze im Material Jetting ähneln SLA-Harzen, haben aber eine weniger viskose, tintenartige Form. Ihre Kosten sind typischerweise höher.

Zu den Limitationen zählen schlechte mechanische Eigenschaften der gedruckten Teile, was Material-Jetting-Teile allgemein für funktionale Anwendungen ungeeignet macht.

Polymer-3D-Druck: Chancen und Anwendungen

Industrieller 3D-Druck mit Polymermaterialien eröffnet ein breites Spektrum an Möglichkeiten für Produktion und Produktentwicklung. Nachfolgend die prominentesten:

Rapid Prototyping

Prototyping bleibt ein primärer Anwendungsbereich für Polymer-3D-Druck. Mit der Evolution der Technologien können Prototypen nun schneller, langlebiger und optisch ansprechender produziert werden.

Die Automobilindustrie, die 2017 die meisten Drucker gekauft haben soll, nutzt Polymer-3D-Druck prominent für Prototyping. Hier kommen alle 3D-Drucktechnologien für Form & Pass, funktionales Testen und Validierung zum Einsatz.

Ein Beispiel ist Audi, das Stratasys J750 PolyJet 3D-Drucker nutzt, um Teile wie Rücklichtabdeckungen zu designen und zu validieren.

Als vollfarbiger Mehrmaterial-Prozess ermöglicht Stratasys PolyJet das Bauen physischer Prototypen mit Endprodukt-Optik, was Produktentwicklung erheblich vereinfacht und beschleunigt.

Im Motorsport ist 3D-Druck die Technologie der Wahl für funktionale Teile beim Rennwagen-Testing. Das Alfa Romeo Sauber F1 Team nutzt beispielsweise extensiv SLS und SLA für Teile wie Frontflügel, Bremsenkanäle, Aufhängungsabdeckungen, Motorabdeckungen, interne Kanäle und Handdeflektoren für Windkanalmodelle.

Effizienteres Werkzeug

3D-Druck für Werkzeuge hat sich als einer der vielversprechendsten Nutzungen etabliert. Von Vorrichtungen und Fixaturen bis zu Feinguss-Patterns eröffnet Polymer-3D-Druck schnellere, günstigere und maßgeschneiderte Werkzeuge.

Generell setzen Unternehmen auf FDM und SLA für Werkzeuge aufgrund relativer Erschwinglichkeit und Benutzerfreundlichkeit.

Autohersteller Ford nutzt angeblich Ultimaker FDM-3D-Drucker für kundenspezifische Werkzeuge.

Die Vorteile gehen über Erschwinglichkeit hinaus. Laut Fords Technical Leader Harold Sears hilft 3D-Druck „Menschen, ihre Jobs zu machen, indem Werkzeuge ergonomisch korrekter für Operatoren werden. Das ist vielleicht ein weicher Vorteil, aber sicher hilfreich, wenn Operatoren glücklicher und komfortabler arbeiten. Sie machen dann auch einen besseren Job, was nur die Qualität verbessert.“

Zudem sind verfügbare 3D-druckbare Thermoplaste teils stark genug, Metallwerkzeuge zu ersetzen, was Montageprozesse vereinfacht und Kosten für Sonderwerkzeuge senkt.

Medizinische Anwendungen

Die Medizinbranche war ein Early Adopter von Polymer-3D-Druck. Heute findet die Technologie vielfältige Nutzung – von 3D-gedruckten OP-Führungen und Werkzeugen bis zu Repliken menschlicher Organe für präoperative Planung.

Zunehmend wird 3D-Druck direkt für kundenspezifische Medizinprodukte eingesetzt, einschließlich kostengünstiger Prothesen und Dentalgeräte wie Aligner und Brücken.

Ein Sektor, der komplett durch 3D-Druck transformiert wurde, sind Hörgeräte. Heute werden über 90 % der Hörgeräte weltweit mit SLA-3D-Drucktechnologie gefertigt.

Seit Ausbruch der Pandemie hat sich Polymer-3D-Druck auch als viable Technologie für Produktion von Beatmungsventilen, Schutzbrillen, Gesichtsschilden und Testabstrichen etabliert.

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Individualisierte Konsumprodukte

Konsumgüterunternehmen betrachten Plastik-3D-Druck zunehmend als Option für Mass Customization. Da 3D-Druck keine arbeitsintensiven, kostspieligen Werkzeuge benötigt und komplexe Objekte kosteneffektiv erstellen kann, ermöglicht er personalisierte Produkte, maßgeschneidert für Konsumenten.

Eine Marke, die 3D-Druck erkundet, ist Dr. Scholl's, Anbieter von Fußpflegeprodukten. Sie partnerte mit Technologieunternehmen Wiivv für maßgeschneiderte 3D-gedruckte Einlagen.

Mit Wiivv Fit Technology bietet Dr. Scholl's eine Customization-App, die 400 Punkte pro Fuß per Handyfoto vermisst. In unter fünf Minuten können Einlagen designed und exakt nach Kundenspezifikation gedruckt werden.

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Spannende technologische Entwicklungen im Polymer-3D-Druck

Die 3D-Druckindustrie macht Sprünge bei Entwicklung neuer Polymer-3D-Drucktechnologien und Verbesserung bestehender. Nachfolgend die bedeutendsten aktuellen Entwicklungen:

EOSs neue LaserProFusion-Technologie

Auf der Formnext 2018 angekündigt, ist LaserProFusion von EOS eine innovative Polymer-3D-Drucktechnologie, die für serielle additive Produktion entwickelt wird. Der Prozess nutzt bis zu eine Million Diodenlaser mit bis zu 5 kW Leistung zum Drucken von Kunststoffmaterialien.

Mit dieser Technologie soll der Fertigungsprozess zehnmal schneller sein und dieselbe Produktivität wie Spritzguss erreichen.

Obwohl unklar ist, wann das System kommerziell verfügbar wird, ist die Ankündigung ein weiterer Indikator für die Industrialisierung von 3D-Drucktechnologien.

High-Speed-Photopolymerisation

Photopolymerisation, einschließlich SLA und DLP, hat sich in den letzten Jahren signifikant weiterentwickelt.

Diese Technologie schreitet als Massenfertigungsprozess voran, und die jüngste Einführung von High-Speed-Photopolymerisation hat diesen Trend nur beschleunigt.

Fast alle großen Player in diesem Feld haben Systeme vorgestellt, die funktionale Harzteile nahe an Spritzgussvolumen drucken können.

2014 führte Carbon seine High-Speed Digital Light Synthesis Technologie ein, die sich zu einem M2 3D-Drucker mit 20 cm/Stunde Druckgeschwindigkeit entwickelte.

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2016 enthüllte 3D Systems seine Version von High-Speed, automatisiertem SLA – das Figure 4 System. Aktuelle Daten zeigen Figure 4 Production Druckgeschwindigkeiten bis 65 mm/Stunde und Prototyping-Geschwindigkeiten bis 100 mm/Stunde.

Weitere Unternehmen folgten, wie EnvisionTEC (von Desktop Metal übernommen), Nexa3D, Origin (von Stratasys übernommen) und NewPro.

Prozessgeschwindigkeit war lange eine Schwäche des 3D-Drucks. Besonders in Branchen wie Automotive und Konsumgüter, die von Massenfertigung getrieben sind, ist dies ein Adoptionshindernis. Produkte müssen in kürzestmöglicher Zeit gefertigt und geliefert werden, um Produktionseffizienz zu wahren.

Nun, mit Fortschritten in High-Speed-Polymerisation, gibt es eine viable Option für Hersteller, die Teile in höheren Volumen 3D-drucken wollen.

Rizes Augmented Polymer Deposition (APD) Technologie

Die Eliminierung von Nachbearbeitung war ein lang gehegter Traum in der 3D-Druckindustrie – und Rizes Technologie verspricht, die Nachbearbeitungsschmerzpunkte zu entfernen. Der US-3D-Drucker-Hersteller entwickelte seine hybride Augmented Polymer Deposition (APD) Technologie, die Materialextrusion mit Tintenstrahl kombiniert.

Diese Kombination ermöglicht den Druck von Stützstrukturen, die nach Druckende einfach von Hand entfernt werden können, ohne weitere Nachbearbeitung.

APD-Technologie wurde genutzt, um isotrope, vollfarbige, industrietaugliche Teile für Prototyping, Tooling und Produktionsanwendungen zu fertigen.

Letztes Jahr führte das Unternehmen ein neues Feature ein: Nutzer können sichere Informationen wie QR- oder Barcodes per 3D-Druck auf ein Bauteil bringen. So kann ein Ingenieur alle Informationen für ein spezifisches Teil digital speichern und einen digitalen Inventarbestand pflegen.

BigReps Large-Scale FDM 3D-Druck

Eine Hauptbarriere für breitere FDM-Adoption in industriellen Anwendungen ist die Bauvolumen-Größe. Diese Barriere überwindet das deutsche Unternehmen BigRep wiederholt mit seiner extrem großen und hochleistungsfähigen 3D-Drucker-Linie.

Auf der formnext 2018 stellte BigRep zwei nächste-Generation-3D-Drucker vor – BigRep PRO (1005 × 1005 × 1005 mm) und BigRep EDGE (1500 × 800 × 600 mm) – ausgerichtet auf industrielle Nutzung.

Beide Systeme verfügen über proprietäre Metering Extruder Technology (MXT), die sie von anderen Large-Scale-Optionen abhebt. Diese neue Extruder-Technologie trennt Filamentzufuhr, Schmelzen und Extrusion klar, was schnellere Druckgeschwindigkeiten mit größerer Präzision und Qualität ermöglicht. Beispielsweise bietet BigRep PRO angeblich fünfmal den Filament-Durchsatz und dreimal die durchschnittliche Extrusionsrate im Vergleich zu anderen FDM-Maschinen am Markt.

MXT ist optimiert für professionelle Materialien wie ASA/ABS und Nylon, die BigRep in Zusammenarbeit mit deutschem Chemiekonzern BASF produziert.

Bemerkenswert: BigRep PRO integriert state-of-the-art CNC-Steuerungen und Antriebe von Bosch Rexroth, was IoT- und Datenverarbeitungsfähigkeiten ermöglicht. Dies wird letztlich die Integration des Druckers in die Industry-4.0-Vision beschleunigen.

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Evolves STEP-Technologie

Immer mehr 3D-Drucker-Hersteller zielen auf Massenproduktion ab, und Stratasys-Spin-off Evolve Additive Solutions ist keine Ausnahme.

Nach fast einem Jahrzehnt Entwicklung stellte das Unternehmen letztes Jahr seine neue Produktionsgeschwindigkeits-„STEP“ (Selective Toner Electrophotographic Process) Technologie für Polymere vor.

Evolves STEP-Prozess bietet einen neuartigen Ansatz für Volumenproduktion mit additiver Fertigung, nicht zuletzt weil er angeblich 50-mal schneller ist als die schnellsten verfügbaren 3D-Drucktechnologien.

Zudem behauptet das Unternehmen, die Technologie könne Teile mit Qualität produzieren, die konventionellen Methoden ebenbürtig ist – nicht nur ästhetisch, sondern auch in der Festigkeit. Zusätzlich bietet STEP Mehrmaterial- und Vollfarbdruck.

Obwohl Evolve noch zwei Jahre von der Kommerzialisierung entfernt ist, ist ihre Technologie eine, die man im Auge behalten sollte.

Stratasys SAF

Der 3D-Druck-Branchenprimus Stratasys erweitert seine Präsenz im schnell wachsenden Bereich produktionstauglicher 3D-Drucksysteme. Das Unternehmen präsentierte die kommende Linie pulverbettbasierter (PBF) 3D-Drucker.

Die neue H Series Production Platform wird von Selective Absorption Fusion (SAF) Technologie angetrieben, speziell designed für Volumenfertigung.

SAF ist ein pulverbasierter 3D-Druckprozess. Doch während SLS einen Laser nutzt, um Polymerpartikel selektiv zu verschmelzen, macht SAF etwas grundlegend anderes.

SAF nutzt eine gegenläufige Walze, um Pulverschichten auf das Druckbett aufzutragen, und Druckköpfe tragen selektiv Absorberflüssigkeit auf, um die Bauteilschicht zu formen. Die belichtete Schicht wird durch Vorbeiführen einer IR-Lampe über die gesamte Druckbettbreite verschmolzen, wodurch die selektierten Bereiche verschmelzen.

Vorteil dieses neuen Prozesses: Er soll hohe Druckgeschwindigkeit und Skalierbarkeit bieten. Kommerzielle Verfügbarkeit von SAF-basierten 3D-Druckern wird aktuell für Q3 2021 erwartet.

Wenn Stratasys SAF seine Vision hält, könnte es eine viable Alternative zu etablierten SLS- und Multi-Jet-Fusion-Prozessen werden.

Polymer-3D-Druck-Trends

Polymer-3D-Druck-Marktkonsolidierung

Die additive Fertigungsindustrie hat in den letzten sechs Monaten eine Welle von Übernahmen und Fusionen gesehen, viele im Polymer-AM-Sektor.

Während M&A-Aktivität im AM-Bereich nichts Neues ist, haben aktuelle Ankündigungen etwas signifikant Gemeinsames: Produktionsfokus.

Highlights der jüngsten M&A-Bewegungen im Polymer-3D-Druck:

• September 2020: Covestro kündigte Absicht an, DSM Resins & Functional Materials Geschäftsbereich inkl. DSM Additive Manufacturing zu übernehmen.
• Dezember 2020: Stratasys kündigte Übernahme von Origin an.
• Januar 2021: Desktop Metal kündigte Absicht an, EnvisionTEC zu übernehmen.

Ermutigend zu sehen, wie Unternehmen sich zusammentun, um Angebote zu stärken und überzeugende Lösungen für industrielle AM-Produktion zu präsentieren.

Der Wunsch, Prozess- und Materialportfolios zu erweitern, um mehr Optionen aus einer einzigen Quelle über ein einzelnes Vertriebsnetz anzubieten, wird deutlich mehr Kundenanfragen bedienen können.

Dies in großem Maßstab, mit Fokus auf Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit, ist ein großer Schritt vorwärts für Polymer-3D-Druck.

Kunststoff statt Metall

Gewichtsreduktion ist ein besonderes Ziel für Branchen wie Luftfahrt und Motorsport. Leichtere Flugzeuge oder Fahrzeuge reduzieren Treibstoffverbrauch und optimieren Performance.

Während diese Branchen generell auf Metall-Leichtbaulösungen setzen, bieten jüngste Fortschritte bei Polymer-3D-Druckmaterialien spannende Chancen. Die Fähigkeit, Hochleistungs-Thermoplaste wie Kohlefaser, ULTEM und PEEK zu 3D-drucken, kann bedeuten, dass Metalle in manchen Anwendungen durch Kunststoffe ersetzt werden.

Laut einer Analyse kann der Austausch von Aluminium-Flugzeughalterungen durch PEEK-Alternativen 5–9 % Gewichtsreduktion bewirken, was enormen Einfluss auf den Treibstoffverbrauch eines Flugzeugs haben kann.

Der Austausch eines Metallteils durch 3D-gedruckten Kunststoff kann auch Wartungsprozesse beschleunigen. Ein Dienstleister nutzte Stratasys FDM Nylon 12CF kohlegefülltes Thermoplast für ein Metallmaschinenteil-Ersatzteil. 3D-Druck des Ersatzteils resultierte in einem überlegenen Bauteil, deutlich schneller produziert als das konventionell gefertigte Pendant.

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Worauf bei Inhouse-Einführung von Polymer-3D-Druck zu achten ist

Nachhaltigkeit

Recycling und Wiederverwendung von Polymer-3D-Druckmaterialien sind wichtige Faktoren bei Inhouse-Einführung von Polymer-AM.

Bei filamentbasiertem 3D-Druck ist Recycling gängig, viele Unternehmen produzieren Plastikfilamente aus recyceltem Plastik.

Doch während Thermoplaste wie Filament einfach durch Wiederaufschmelzen recycelbar sind, können Duroplaste nicht aufgeschmolzen werden und sind damit nicht recycelbar.

Bei pulverbasiertem Polymer-3D-Druck ist Pulverwiederverwendung auch nicht ganz unkompliziert. In den meisten Fällen muss „gebrauchtes-aber-unverschmolzenes“ Pulver mit ca. 50 % Jungpulver gemischt werden, um es wiederzuverwenden. Bei manchen Hochleistungspulvern wie PEEK ist die Auffrischungsrate drastisch reduziert, in manchen Fällen kann kein Überschusspulver wiederverwendet werden.

Wie können Sie nachhaltig mit Polymer-3D-Druckmaterialien drucken? Ein Weg ist Minimierung von Abfall durch besseres Design. Zudem sollten Sie Ihr lokales Abfall- oder Recyclingzentrum kontaktieren, ob es Kapazitäten für sichere Entsorgung von 3D-gedruckten Polymeren hat.

Mehr dazu: Wie nachhaltig ist industrieller 3D-Druck?

Nachbearbeitung

Entfernungsprozesse wie Stützentfernung, Harz- oder Pulverentfernung sind die häufigsten Nachbearbeitungsschritte im Polymer-3D-Druck. Sie werden typischerweise manuell durchgeführt, was viel Zeit und Arbeitsressourcen bindet.

Weiter kompliziert wird dieser Schritt, da Sie eventuell mehrere 3D-Drucktechnologien nutzen, jede mit eigenen Nachbearbeitungsanforderungen.

Zur Verbesserung der Nachbearbeitung entwickeln Unternehmen wie Rösler, PostProcess Technologies, AMT und DyeMansion Lösungen, die AM-Anwender beim Straffen der Nachbearbeitung unterstützen.

Aktuell ist der größte Trend die Schaffung von Ende-zu-Ende-Nachbearbeitungslösungen, die Sortierung, Materialentfernung und Entpulvern, Glätten und Färben sowie Inspektion abdecken.

Bei Inhouse-Einführung von Polymer-3D-Druck ist das Verständnis der Nachbearbeitungsanforderungen imperative. Unoptimierte Nachbearbeitung kann 3D-Druckoperationen viel Kosten hinzufügen, was durch Automatisierung vermieden werden kann und sollte.

Workflow-Management

Inhouse-Einführung von Polymer-3D-Druck erfordert auch Betrachtung von Ansätzen zum Operations-Management: Auftragsmanagement, Kostenkalkulation, Produktionsplanung, Bestandsmanagement etc.

Viele Unternehmen verlassen sich heute entweder auf Lösungen, die ursprünglich für traditionelle Fertigung entwickelt wurden, oder entwickeln Software intern. Jeder Ansatz führt oft zu isolierten Workflows, die Transparenz fehlt und nicht einfach skalierbar sind.

Um nicht in die Falle ineffizienter, nicht skalierbarer Workflows zu tappen, ist gute Praxis die Implementierung von Workflow-Management- und Manufacturing-Execution-Lösungen, die mit 3D-Druckanforderungen entwickelt wurden.

Mehrere Optionen sind am Markt verfügbar, aber nur wenige bieten Ende-zu-Ende-Lösungen, die den gesamten 3D-Druck-Workflow abdecken.

Um mehr über solche Lösungen zu erfahren, entdecken Sie unser Whitepaper „Additive Manufacturing MES Software: The Essential Guide“

Die Zukunft des Polymer-3D-Drucks

Von realistischen Konzeptmodellen über stabile Prototypen, ergonomische Werkzeuge bis zu funktionalen Endteilen – die durch Polymer-3D-Druck geschaffenen Chancen sind immens.

Obwohl einige Herausforderungen bleiben – wie Erweiterung der Materialauswahl und Sicherstellung der Materialkostensenkung – werden laufende Entwicklungen im Polymer-3D-Druck Unternehmen helfen, die Vorteile der Technologie weiter zu nutzen.

Da die AM-Industrie insgesamt, und Polymer-3D-Druck insbesondere, sich der Endteilproduktion zuwendet, sehen wir 3D-druckbare Verbundwerkstoffe und Hochleistungs-Thermoplaste an Bedeutung gewinnen.

Während Polymer-3D-Druck konventionelle Prozesse nicht ersetzen wird, wird die Technologie sicherlich aktuelle Fertigungsfähigkeiten erweitern und fortgeschrittene industrielle Anwendungen weiter freisetzen.

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