Wie ein einzigartiger 3D-Drucker mit Fließband die industrielle Serienproduktion umkrempelt

Vorteile zuerst von technisch interessierten Personen entdeckt

Mitte der 2000er Jahre wurde das Konzept der 3D-Drucker langsam bekannter, und spätestens Anfang der 2010er Jahre war diese neue Technologie in aller Munde. Die kleinen Geräte wurden vor allem für den Heimgebrauch eingesetzt und beeindruckten durch ihre nahezu grenzenlosen Gestaltungsmöglichkeiten: Verschiedenste Objekte und individuelle Ideen lassen sich mit dem Layering-Verfahren realisieren. Ein sinnvolles Feld für Einzelpersonen, die als Hobby oder als Einnahmequelle personalisierte Produkte oder Nischenartikel in Kleinserien herstellen.

Einsatz von additiver Fertigung in der Industrie bisher

Die Vorteile der additiven Fertigung blieben der Industrie nicht verschlossen, und so fanden die Maschinen auch ihren Weg in eher technische Anwendungen. Die kommerzielle und industrielle Nutzung von 3D-Druckern konzentrierte sich weitgehend auf das Prototyping, maßstabsgetreue Modelle und komplexe Teile. Da sich jedoch die Palette der druckbaren Materialien und ihrer Kombinationen erweitert und neben Kunststoffen und Metallen unter anderem auch Harze, Sand, Glas, Beton oder Keramik umfasst, wird der 3D-Druck für die Herstellung von Endprodukten immer attraktiver. Zwar wird in den Medien zunehmend über bahnbrechende Beispiele wie die Herstellung ganzer Häuser, Brücken und Schiffe mit Hilfe von 3D-Druckern berichtet, doch die Tatsache, dass das Medieninteresse an diesen Anwendungen nach wie vor groß ist, zeigt, dass die Verwendung des 3D-Drucks für solche Großprojekte noch nicht alltäglich ist. Tatsächlich machen 3D-gedruckte Objekte für Endverbraucher immer noch einen winzigen Teil des Marktes aus, aber die jüngsten Fortschritte in Forschung und Entwicklung machen Geschäftsmodelle, die auf der 3D-Drucktechnologie basieren, immer attraktiver.

Herausforderungen von 3D-Druck für großflächigen kommerziellen Einsatz

Allerdings gibt es bei handelsüblichen Geräten einige Probleme, die gelöst werden müssen, damit der 3D-Druck für Unternehmen effektiv eingesetzt werden kann. Eines davon ist der Druck zwischen zwei Punkten, die nicht durch eine gemeinsame Basis verbunden sind, wie z. B. eine Brücke, ein Überhang oder auch Hohlkörper, bei denen die grundlegenden physikalischen Gesetze schnell zu einem Durchhängen des Gedruckten führen. In solchen Fällen werden zusätzliche Strukturen gedruckt, um die Basisstruktur zu stützen, aber der Druck dauert länger und erfordert mehr Material, was die Kosten erheblich in die Höhe treibt.
Die zweite Herausforderung ist der Druck von "kontinuierlichen Objekten", z. B. von Objekten von mehreren Metern Länge. Herkömmliche 3D-Drucker stoßen hier aufgrund der starren Konstruktion der Druckbasis an ihre Grenzen. Größere Drucker können diese Dimensionen bis zu einem gewissen Grad erfüllen, aber ihre sechsstelligen Preise machen sie für kleine Unternehmen oft unerschwinglich. Außerdem benötigen sie ausreichend Platz, der nicht für alle KMUs zur Verfügung steht. Schließlich haben 3D-Drucker in all ihren Formen keine wirklichen Automatisierungsmöglichkeiten. Unabhängig von der Größe des Druckers muss er nach jedem Druckauftrag manuell geleert werden, um einen neuen Auftrag starten zu können. Wenn der Druckbereich voll ist, kann die Produktion nicht fortgesetzt werden, bis ein Mitarbeiter sich um das Gerät kümmert. Daher sind diese Geräte derzeit nicht für Massenproduktion ausgelegt.

3D-Drucker mit Fließband löst Vielzahl der Schwierigkeiten für industriellen Einsatz

Die Düsseldorfer iFactory3D GmbH hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile der additiven Fertigung zu beseitigen. Das 2020 von Artur Steffen und Martin Huber gegründete Startup hat den "One Pro" entwickelt; einen 3D-Drucker mit Förderband, der unendlich lange Objekte drucken kann, und theoretisch auf jedem Tisch Platz finden könnte. Der Drucker, der anstelle einer starren Druckunterlage ein durchgehendes Fließband aufweist, bewältigt die Massenproduktion dank Druckwarteschlange und Materialsensoren fast automatisch. Fertige Objekte gleiten einfach von besagtem Fließband. Mit einem ausreichenden Vorrat an Filament kann er Tage, Wochen oder sogar Monate lang drucken, und dank des Druckkopfwinkels von 45 Grad kann er komplexe Geometrien wie Hohlräume ohne zusätzliche Stützstrukturen drucken. Insgesamt können die Produktionskosten bei kleinen bis mittleren Auflagen um durchschnittlich 40 Prozent gesenkt werden, und es lassen sich erhebliche Zeit- und Materialeinsparungen erzielen, so iFactory3D. Dadurch kann der One Pro den 3D-Druck zu einer schnellen und kostengünstigen Alternative zu herkömmlichen Fertigungsverfahren machen.

Besonderheiten des deutschen 3D-Fließbanddruckers

Der One Pro kann mit einer Vielzahl von Materialien arbeiten, darunter PETG, PLA, ABS, ASA, TPU, PC und Nylon. Die im Drucker verbauten Teile wie Führungsschienen, Extruder, Düsen und das Förderband stammen von europäischen Lieferanten und erfüllen hohe Qualitätsstandards und werden von Fachleuten oft als führende Produkte in ihrer Preisklasse angesehen.

Für Kunden, die sich erst mit der Technologie vertraut machen wollen, bietet iFactory3D spezielle Schulungskurse an. Unternehmen können für ihre Mitarbeiter spezielle Online-Kurse buchen und erhalten umfangreiches Know-how zum 3D-(Fließband-)Druck sowie eine persönliche Betreuung durch die Experten. E-Mails werden in deutscher und englischer Sprache bearbeitet, bei komplexeren Fragestellungen können auch Telefon- und Videoanrufe vereinbart werden.

Die hauseigene F&E-Abteilung unterstützt Sie auch bei der Entwicklung neuer Projekte und der Optimierung bestehender 3D-Projekte. Sie berät Sie bei der Auswahl der Materialien und der geeigneten Drucktechnik. Wenn Sie individuelle Wünsche und Anforderungen haben, können entsprechende Modifikationen oder Neuentwicklungen vom iFactory3D-Team vollständig erarbeitet werden.

Auch wenn Sie den Druck von Teststücken oder Serien komplett auslagern wollen, können Sie auf den Erfahrungsschatz von iFactory3D zurückgreifen. Mit der eigenen Druck-Farm in Düsseldorf produzieren die Spezialisten hochwertige Prototypen, große Einzelteile und Serien in hohen Stückzahlen zu günstigen Preisen.

Die attraktivsten Stückpreise lassen sich jedoch durch die Anschaffung eines One Pro Fließbanddruckers erzielen.
Wer besonders lange und komplexe Teile schnell und kostengünstig produzieren will, oder große Stückzahlen plant; und vor allem wer sich nicht festlegen will und möglichst flexibel produzieren will, findet die Lösung im One Pro, einem High-End-3D-Drucker mit Fließband.