Metalldruck

Während die Verwendung von 3D-Druck für Rapid Prototyping Während sich die Entwicklung seit den späten 80er-Jahren fortsetzt und heute weit verbreitet ist, setzt die Branche ihren Trend hin zu Produktionsanwendungen, darunter Kleinserienfertigung, kundenindividuelle Massenfertigung und Serienproduktion, kontinuierlich fort. „Wir verzeichnen immer mehr Großaufträge und Nachbestellungen“, so Robin Brockötter von Protolabs. „Es gibt definitiv einen Trend zur Serienproduktion.“ Dieser wird von zahlreichen und unterschiedlichen Faktoren beeinflusst, darunter die Präferenz für mehr lokale Produktion angesichts globaler Lieferkettenunterbrechungen (9 % der Umfrageteilnehmer gaben an, dass die geringe Anfälligkeit für Lieferkettenprobleme der Hauptgrund dafür ist, warum sie sich für 3D-Druck gegenüber anderen Fertigungsmethoden entschieden haben) und Nachhaltigkeitsaspekte.Im Jahr 2023 nutzten 21 % unserer Umfrageteilnehmer den 3D-Druck für Endverbrauchsteile – gegenüber 20 % im Jahr 2022 – und 4 % für ästhetische Teile. Wenn es um den Ersatz geht Spritzgussfertigung Bei 3D-Druckverfahren dreht sich alles um das Auftragsvolumen: Bei der Produktion kleiner Stückzahlen ist 3D-Druck oft die kostengünstigere Lösung, während bei höheren Stückzahlen Spritzguss wirtschaftlicher wird. Der Punkt, an dem dies geschieht – der „Sweet Spot“ des maximal realisierbaren 3D-Druck-Auftragsvolumens – verschiebt sich jedoch. „Mit 3D-Druck können jetzt immer mehr Teile produziert werden, bevor Spritzguss billiger wird“, sagt Brockötter. Die Ergebnisse unserer Umfrage von 2024 unterstützen diese Annahme. In unserer Umfrage von 2023 führten Zweifel am 3D-Druck als Wahl für „Produktionsvolumen und -umfang“ dazu, dass sich 47 % der Befragten für andere Fertigungstechnologien entschieden, aber in diesem Jahr ist diese Zahl auf 45 % gesunken, was auf ein gestiegenes Vertrauen in die Skalierung mit 3D-Druck hindeutet. Und im Laufe der Jahre zeigen unsere Umfragen auch ein stetiges Wachstum der Produktionsmengen: Der Anteil der Befragten, die angaben, mehr als 10 Teile gedruckt zu haben, stieg von 36 % im Jahr 2020 auf 49 % im Jahr 2021 und auf 76 % im Jahr 2022. Während diese Zahl für 2023 unverändert blieb und somit eine Stabilisierung darstellt, stieg der Anteil der Befragten, die angaben, mehr als 1000 Teile gedruckt zu haben, von 4,7 % im Jahr 2022 auf 6,2 % im Jahr 2023.Über den eigentlichen Druckvorgang hinaus gibt es viele weitere Aspekte, die die Skalierbarkeit von 3D-Drucktechnologien in der Produktion beeinflussen – von Software, Design und Materialien bis hin zu Nachbearbeitungs- und Finalisierungsaufgaben wie Reinigung, Nachbearbeitung, Fleckenentfernung, Spannungsabbau und Inspektionen. Mit der Weiterentwicklung des 3D-Druck-Ökosystems entsteht rund um die 3D-Druck-Branche ein Support-Netzwerk von Unternehmen, die viele dieser Dienstleistungen anbieten und so die Produktionsprozesse vereinfachen. Dies wiederum wird die Akzeptanz dieser Verfahren fördern. Darüber hinaus wird die zunehmende Vertrautheit mit DFAM – dem additiven Design – dazu führen, dass Ingenieure und Designer Designbeschränkungen und -möglichkeiten besser nutzen und neue Materialien nutzen können.Und viele Hindernisse werden dank neuer Entwicklungen und Technologien weniger problematisch. Ein Beispiel ist die Nachbearbeitung, die derzeit einen Engpass darstellen kann. 27 % der Teilnehmer der Umfrage von 2024 nannten „Nachbearbeitungs- und Endbearbeitungsanforderungen“ als Grund für die Wahl anderer Fertigungsmethoden gegenüber 3D-Druck, und 40 % nannten „Qualität und Konsistenz des Endprodukts“. Da sich die Dampfglättung jedoch branchenweit durchsetzt und die Oberflächenbeschaffenheit radikal verbessert wird, stellt die Nachbearbeitung für den 3D-Druck in der Produktion keine größere Hürde dar. „Dampfglättungsmaschinen haben in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht“, sagt Grant Fisher, Supply Chain Manager bei Protolabs, „insbesondere für die Dampfglättung von Nylon 12“ – dem gängigsten Material für MJF- und SLS-Teile. „Wir sehen weiterhin ein starkes Wachstum bei MJF und SLS, und die Dampfglättung ist eine großartige Option für ästhetische Teile und Endverbrauchsteile.“Ein weiteres Beispiel ist die Automatisierung des Herstellungsprozesses. Beispielsweise können computergestützte Systeme zur Sortierung fertiger 3D-gedruckte Teile kann zu erheblichen Arbeitseinsparungen und Kosteneffizienz führen, was die Zahlen für den 3D-Druck weiter in die Höhe treibt.Die Standardisierung ist ein zentrales Thema, das insbesondere in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizinbranche weiterhin besteht. „Wir arbeiten viel mit der Luft- und Raumfahrt zusammen, insbesondere in Metalldruck„Die größte Hürde, mit der alle zu kämpfen haben, ist die Standardisierung. Ich persönlich denke, es wird einige Jahre dauern, diese Validierung und Standardisierung zu etablieren.“ Aber der Wille ist da, und die Dinge laufen gut. „Das ist ein großes Thema in der gesamten Branche“, sagt Utley.Der Medizin- und Luft- und Raumfahrtsektor In diesen Branchen wird 3D-Druck in der Produktion weiterhin die größte Rolle spielen, sagt Alex Huckstepp. „Das sind die Branchen, die bereit sind, viel Geld für leistungsstarke, hochwertige und komplexe Sonderanfertigungen und Komponenten auszugeben. Und hier galt 3D-Druck in der Produktion schon immer als sinnvoll. Das eigentliche Produktionswachstum kommt nach wie vor aus diesen beiden Branchen. Der Boom im Weltraumrennen, den wir beobachten, hat dem 3D-Druck definitiv Rückenwind gegeben.“Ein weiterer Punkt wird bei Diskussionen über 3D-Druck in der Produktion oft übersehen, manchmal zum Nachteil der Nutzung seines unglaublichen Potenzials: Er sollte nicht unbedingt als Ersatz für bestehende Technologien betrachtet werden. „Ich glaube, viele Leute denken, 3D-Druck sei ein Konkurrent des Spritzgussverfahrens – aber das ist er nicht“, sagt Adam Hecht von DIVE. „Es ist eine völlig neue Art, Dinge herzustellen. Sie konkurrieren einfach nicht miteinander. Es gibt zwar Überschneidungen, aber letztendlich unterscheiden sich ihre Karrieren. 3D-Druck ist ein völlig neues Werkzeug. Er ermöglicht es uns, Probleme zu lösen und letztendlich Produkte herzustellen, die es vorher nicht gab. All die spezialisierten Anwendungen und Produkte in kleinen Stückzahlen, bei denen man den Leuten früher sagen musste: ‚Tut uns leid, das können wir nicht herstellen‘ – das können wir jetzt herstellen. Es ist einfach etwas völlig anderes.“Und was dies ermöglichen und beschleunigen wird, sind die Spezialmaterialien, die auf dem 3D-Druckmarkt immer häufiger auftauchen.