Additive Fertigung in Verbraucheranwendungen

Vor einigen Jahren war der 3D-Druck selbst in industriellen Anwendungen noch ein weit hergeholter Traum. Selbst für Prototypen wurde es kaum verwendet, aber jetzt sind die Zeiten gekommen, in denen Technologie in das tägliche Leben der Menschen eindringt. Von Gehäusen für Elektronik bis hin zu vielen interessanten DIY-Projekten ist der 3D-Druck zur bevorzugten Option für professionelle Produktdesigner und Bastler geworden.

Warum 3D-Druck im Consumer-Segment?

Einfache Anpassung

3D-Druck bietet eine einfache Anpassung. Wenn man zum Beispiel früher ein Paar Kopfhörer brauchte, die genau passten, musste man sie maßanfertigen lassen, was zusätzliches Geld und Zeit kostete. Noch komplizierter ist es, wenn ein Ohr passt und das andere nicht. Die beste Lösung ist der 3D-Druck der Kopfhörer. Das gilt nicht nur für Kopfhörer, sondern auch für viele Wearables wie Uhren, Schuhe etc.

Rapid-Prototyping

Wenn ein Schmuckdesigner überprüfen und analysieren möchte, wie sein Design in der Endphase aussieht, kann er dies ganz einfach mit Hilfe des 3D-Drucks tun, indem er seinen Prototyp zu einem Preis von nur 1/20 des Originals entwirft. Dasselbe gilt für alle Konsumgüter von PET-Flaschen bis hin zu teurem Schmuck. Günstige 3D-Drucktechnologien wie FDM sind effizient für Prototypen und Technologien wie SLA bieten High Definition.

3D-Druck in Konsumgütern

Die Kundenanwendungen der additiven Fertigung lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen:

Kommerzielle Nutzung von 3D-gedruckten Verbraucherprodukten

In diesem Segment kauft der Konsument unabhängig vom Verfahren ein 3D-gedrucktes Wunschprodukt. Das heißt, er baut ein Teil nicht Schritt für Schritt, sondern kauft ein bereits vorhandenes Objekt vom Markt. Es gibt viele Beispiele dieser Art.

3D-gedruckte Brillen

Der kanadische Brillenhersteller Specsy hat den 3D-Druck erfolgreich in der optischen Industrie eingesetzt. Ihre KI-fähige App scannt das Gesicht des Verbrauchers und passt die Brille, die er/sie auswählt, genau an seine Größe und Vorlieben an. Dazu verwendete der Hersteller den SLS-3D-Druck, der sich ideal für komplexe Designs eignet. Der Rest besteht lediglich aus dem Zusammenbau verschiedener Teile der Brille und der Lieferung an den Kunden.

3D-gedruckte Zahnschienen

Das in den USA ansässige Teledentistry-Startup SmileDirectClub produziert in Zusammenarbeit mit HP transparente und saubere Zahnschienen gemäß der 3D-gedruckten Form der Zahnausrichtung des Kunden. Der Prozess beginnt damit, dass das Unternehmen den Kunden ihren Formbausatz (als „Heimabdruck-Bausatz“ bezeichnet) zur Verfügung stellt, der wiederum von den Kunden bei der Verwendung zusammen mit einigen digitalen Fotos gesendet wird.

Die Multi Jet Fusion 3D-Druckmaschinen von HP drucken die genaue Zahnausrichtung aus den Kundeninformationen und der transparente Retainer wird gemäß den Informationen gestaltet.

3D-gedruckte Einlegesohlen

Eine bekannte Schuhmarke, Dr. Scholl’s, nutzt AM zur Herstellung ihrer anpassbaren Einlegesohlen. Die Zusammenarbeit des Unternehmens mit dem Technologieunternehmen Wiiv und durch eine mobile App-Technologie namens Wiivv fit scannt den Fuß des Kunden und kartiert mindestens 400 Kartierungspunkte und ermittelt genau die kundenspezifische Fußform und -größe.

Anschließend druckt das Unternehmen die individuellen Einlagen und liefert sie an die Kunden aus. Das Unternehmen verwendet die FDM-Technologie, um die Anpassung kostengünstig und effizient zu erreichen.

3D-gedruckte Wimperntusche

Mit dem Einsatz der SLS-Technologie produziert das Schönheits- und Kosmetikunternehmen Chanel Mascara-Bürsten in Massenproduktion, die in ihrem Design und ihrer Funktionalität einzigartig sind. AM ermöglichte es dem Unternehmen auch, sein Design und seine Forschung 100 Mal zu wiederholen.
Das einzigartige Merkmal dieser Bürste sind ihre Mikrokavitäten, die mehr Mascara aufnehmen und ein erneutes Eintauchen vermeiden. Die körnige Beschaffenheit der einzelnen Ständer erleichtert zudem die gleichmäßige Verteilung der Mascara auf den Wimpern.

3D-gedruckte Rasiermesser

Die berühmte Körperpflegemarke Gillette nutzt die SLA-Technologie bei der Herstellung ihrer Rasiergriffe. Sie werden an die Bedürfnisse des Einzelnen angepasst, um ihm ein optimales Erlebnis und Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß durch den täglichen Gebrauch zu bieten.

3D-gedruckte Fahrradkomponenten

Reynolds Technology Ltd hat zusammen mit Renishaw PLC einen Fahrradrahmen aus Edelstahl mit optimierten 3D-gedruckten Teilen gebaut. Es hat auch Titanrahmen und Ausfallenden für das Fahrrad mit dem Einsatz von Metall-3D-Druck hergestellt. Die additive Fertigung bot viel Spielraum für Experimente und das Design wurde hohl gestaltet, was ein geringes Gewicht und Effizienz ermöglichte.

3D-gedruckte Fahrradhelme

Das in London ansässige Startup Hexr Helmets hat damit begonnen, AM in seinen Fahrradhelmen zu verwenden. Sie verwenden eine Wabenstruktur in ihrem Helmdesign, die es ihnen ermöglicht, jeden Artikel an die Kopfgröße und -form des Kunden anzupassen.

Dank Polyamid-Material und SLS-Technologie sind die Helme sehr leicht und effizient. Sie erwiesen sich als eine der härtesten auf dem Markt.

Ein Verbraucher, der einen 3D-Drucker verwendet

Dieser Abschnitt konzentriert sich darauf, wie Kunden 3D-Drucktechnologien selbst nutzen können, d. h. im eigenen Haus drucken.

Desktop-3D-Druck

Abgesehen von den teuren Druckern, die auf dem Markt erhältlich sind, gibt es billige und effiziente Gegenstücke zu denen, die hauptsächlich auf die Eigenproduktion für kleine Designer und Bastler ausgerichtet sind. Der billigste FDM-Drucker ist bereits für etwa 200 € erhältlich und bietet viel Spielraum für Innovationen und Selbstanpassung der von ihnen verwendeten Produkte.
Desktop-SLA-Maschinen sind ebenfalls erhältlich, aber etwas teuer. Alles, was die Kunden brauchen, ist ein wenig Designwissen und ein paar Tipps zur Verwendung des Druckers.

Aus digitalem Katalog drucken

Um etwas auf einem 3D-Drucker zu drucken, braucht man nicht unbedingt gute Designkenntnisse, aber eine gute Internetverbindung. Man muss einfach Designs herunterladen und den genauen Anweisungen folgen, wie man das Produkt erhält. Designs wie der obige Flaschenhalter gibt es im Internet für viele einfache Konsumgüter wie Blumenvasen, Handyhüllen etc.

Schlussfolgerung

Der 3D-Druck macht den komplexen Herstellungsprozess sehr einfach und für den Kunden leicht verständlich. Ob Waren des täglichen Bedarfs, die man kauft, oder Waren, die man selbst herstellt, es gibt immer Raum für Innovationen in der additiven Fertigung.

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