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3D-Druck revolutioniert die Produktion

Der 3D-Druck, f├╝r die schnelle und kosteng├╝nstige Fertigung von Prototypen bekannt, steht vor dem Durchbruch in die Massenproduktion. Die Kosten sinken rasant und neue Gesch├Ąftsmodelle entstehen.

Bild3D-Druck ist additive Fertigung. Bei diesem Prozess wird auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut. Anstatt zum Beispiel ein Werkst├╝ck aus einem festen Block herauszufr├Ąsen, baut die additive Fertigung Bauteile Schicht f├╝r Schicht aus Werkstoffen auf, die als feines Pulver vorliegen. Als Materialien werden zum Beispiel Metalle, Keramik oder Kunststoffe verwendet.

Bisher liegt der Schwerpunkt des 3D-Drucks beim Bau von Anschauungs- und Funktionsprototypen. Produktentwicklung und Markteinf├╝hrung lassen sich dadurch entscheidend verk├╝rzen. Mittlerweile h├Ąlt der 3D-Druck jedoch zunehmend Einzug in die Serienfertigung. Der 3D-Druck zeigt dort seine St├Ąrken, wo die konventionelle Fertigung an ihre Grenzen st├Â├čt.

Die Technologie setzt insbesondere an den Stellen an, wo Konstruktion, Design und Fertigung neu durchdacht werden m├╝ssen, um L├Âsungen zu finden. Auch er├Âffnet der 3D-Druck die M├Âglichkeit f├╝r h├Âchst komplexe Strukturen, die gleichzeitig extrem leicht und stabil sein k├Ânnen. 3D-Druck erm├Âglicht das Herstellen kleiner Losgr├Â├čen zu angemessenen St├╝ckkosten und eine starke Individualisierung von Produkten sogar in der Serienfertigung.

Der rasante technologische Fortschritt auf dem Gebiet des 3D-Drucks macht die verschiedenen Technologien auf diesem Feld immer interessanter f├╝r ├Ąu├čerst komplexe Anwendungen. Ein Punkt ist, dass sowohl die Drucker deutlich kosteng├╝nstiger hergestellt werden k├Ânnen, als auch die Produkte selbst. Der andere Punkt ist, dass kaum mehr Grenzen bez├╝glich der Gr├Â├če des Produkts als auch der Zusammensetzung des Produkts bestehen. In China sind bereits viele H├Ąuser aus dem 3D-Drucker entstanden, allerdings nach Bauvorschriften, die in Europa nicht ausreichen. In Kopenhagen entsteht jedoch jetzt das erste Haus aus dem 3D-Drucker strikt nach EU-Norm, was sicherlich ein Durchbruch im Bauwesen ist.

Der 3D-Druck hat eine l├Ąngere Geschichte. Seit den 1980er-Jahren nutzte die Industrie dieses Verfahren f├╝r Prototypen. Mit dem 3D-Druck konnten Ideen einfacher, schneller und billiger visualisiert werden als mit Styropor-, Sperrholz- oder Gussmodellen. Heute ist 3D-Druck das Versprechen, die konventionelle Produktionstechnologie – Gie├čen, Fr├Ąsen, Schleifen, Drehen oder Bohren – zu ersetzen.

In einzelnen Branchen gelingt der Einstieg in die Massenproduktion von Einzelteilen bereits, zum Beispiel bei der additiven Fertigung von Zahnkronen. Pro Tag k├Ânnen 150 passgenaue Einzelst├╝cke additiv gefertigt werden. 3D-Druck setzt sich immer st├Ąrker dort durch, wo komplex geformte Teile schnell, flexibel und in kleinen St├╝ckzahlen auf den Markt kommen m├╝ssen: in der Autoindustrie, in der Luft- und Raumfahrt oder in der Medizintechnik.

Der 3D-Druck er├Âffnet auch in der Logistik neue M├Âglichkeiten. In Zukunft k├Ânnen Produkte erst in letzter Minute im Transporter vor der Haust├╝r des Kunden fertiggestellt werden. Das hat den Vorteil, dass der Kunde einfacher und schneller seine Produkte bekommt. Aber auch die Lagerhaltung und der Transport sind deutlich kosteng├╝nstiger, da sich die Rohmaterialien einfacher lagern und transportieren lassen. Das Modell der Herstellung vor Ort des Verbrauchs kann sogar die internationale Arbeitsteilung grundlegend ver├Ąndern, da nur noch die digitalen Konstruktionspl├Ąne transportiert werden und nicht mehr das komplette Gut.

Logistiker m├╝ssen dann komplett umdenken. Logistik-Unternehmen wie UPS bauen daher schon „3D On-Demand-Center“ auf, um f├╝r diesen Wandel ger├╝stet zu sein. Das Ergebnis ist eine Re-Regionalisierung der Produktion an den Ort des Verbrauchs. Neben den Robotern ist der 3D-Druck also k├╝nftig eine weitere gro├če technologische Herausforderung f├╝r die bisherigen Wettbewerbsvorteile der Billiglohnl├Ąnder.

Auch im privaten Bereich kann der 3D-Druck eine Revolution ausl├Âsen, wenn preisg├╝nstige 3D-Drucker in den Haushalten Schritt f├╝r Schritt Einzug halten. Man bestellt sich bei Amazon oder bei anderen H├Ąndlern nur noch den digitalen Bauplan und druckt das Produkt – ein neues Spielzeug oder eine Pfanne – direkt in der Wohnung aus.

Der Schwerpunkt liegt allerdings eindeutig beim industriellen 3D-Druck. Auf diesem Gebiet ist Deutschland weltweit Vorreiter. Gro├če Konzerne wie Siemens oder General Electrics haben hier ihre Entwicklungszentren f├╝r diese Technologien. Aber auch erfolgreiche mittelst├Ąndische Unternehmen mischen kr├Ąftig mit. Ein Beispiel: EOS aus Krailling bei M├╝nchen ist ein weltweit f├╝hrender Technologieanbieter f├╝r den industriellen 3D-Druck von Metallen und Polymeren.

EOS hat die Mikro Laser-Sintern (MLS) Technologie entwickelt. Mikro Laser-Sintern kann die L├Âsung sein, wenn die ben├Âtigten Teile klein, komplex oder individualisiert sind, wenn eine gro├če Oberfl├Ąche innerhalb eines kleinen Volumens ben├Âtigt wird, wenn kleine metallische Teile in Leichtbauweise das Ziel sind oder wenn ein hoch schmelzender Werkstoff ben├Âtigt wird. Einsatzgebiete f├╝r die Mikrotechnologie gibt es schon heute viele und sie wachsen stetig. Speziell in der Medizintechnik, der Elektro- und Elektronikindustrie sowie der Automobilindustrie ist von einem steigenden Bedarf auszugehen.

Der industrielle 3D-Druck hat das Potenzial, die Produktionswirtschaft weltweit zu revolutionieren. In Kombination mit der Industrie 4.0, der rasanten Entwicklung der K├╝nstlichen Intelligenz, der Sensorik und der Robotik wird der 3D-Druck wesentlich zu einem Umdenken in der Produktentwicklung und der Fertigung beitragen: weg von werkzeuggebundenen, starren Verfahren hin zu individualisierten, flexiblen Methoden.
Eine stille Revolution steht vor der T├╝r!3D-Druck revolutioniert die Produktion

 

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Buchautor Dr. Thies Claussen
Herr Thies Dr. Claussen
Franzstra├če 28
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Buchautor „Unsere Zukunft. Wie leben wir 2050?“, Tredition Verlag Hamburg

 

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