Industrie 3D-Druck: Anwendung + Top 5 3D-Drucker
Der 3D-Druck in der Industrie bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Fertigungstechnologien. Unternehmen, die in die additive Fertigung investieren, werden mit einer besonders hohen Effizienz in der Produktion belohnt. Mit der Verbesserung der 3D-Druckverfahren und der Einführung neuer Polymermaterialien mit erweiterten Fähigkeiten auf dem ständig wachsenden Markt der additiven Fertigung werden die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie exponentiell zunehmen. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie den Unterschied zwischen herkömmlichen und industriellen 3D-Druckern, warum eine Investition in diese Technologie in Ihrem Unternehmen Sinn machen könnte und zum Schluss stellen wir die besten Industrie 3D-Drucker vor.
Lesedauer: 7 min
Herkömmliche vs. industrielle 3D-Drucker
Was macht einen 3D-Drucker zu einem industriellen 3D-Drucker?
Der Begriff “industriell” ist subjektiv aber grundsätzlich bieten diese 3D-Drucker alle wichtigen Funktionen, die für die gängigsten industriellen Anwendungen erforderlich sind:
- Ausreichend großes Bauvolumen, um große Teile (250+ mm) oder Dutzende kleinerer Teile zuverlässig, präzise mit hoher Maßhaltigkeit drucken zu können.
- Extrudertemperaturen von mehr als 300 ºC für den zuverlässigen Druck von technischen Filamenten wie PC, ABS, Kompositwerkstoffen (CF & GF) oder sogar High-Temp Polymeren wie PEEK oder Ultem.
- Beheizte Baukammer, die eine konstante Temperatur (mindestens 80 ºC) über lange Zeiträume halten kann, um ein Verziehen (“Warping”) oder Reißen der Teile zu verhindern.
- Automatisierung der Prozessabläufe und weniger manuelle Kalibrierung bzw. Wartung.
- 24/7-Betrieb durch Fernsteuerung, Cloud-basiertes Workflow-Management und integrierte Kameras.
Industrielle FDM-Drucker sind auf Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt. Um dies zu gewährleisten, bieten sie eine genauere Kontrolle der Verarbeitungsparameter während des Drucks.
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Warum in Industrie-3D-Drucker investieren?
4 Vorteile:
1) GESCHWINDIGKEIT
Industrielle 3D-Drucker arbeiten außergewöhnlich schnell, um beeindruckende, geometrisch komplexe Objekte herzustellen – je nach Größe oft in wenigen Stunden.
Herkömmliche Fertigungsverfahren sind für ihre langen Vorlaufzeiten berüchtigt, die abhängige Arbeitsabläufe oft wochenlang aufhalten. Anders bei 3D-Druck: Nachdem der Druckbefehl erteilt wurde, hat man sein Modell, je nach Größe, schon nach wenigen Stunden in der Hand. Das macht Prototyping und den iterativen Prozess höchsteffizient und bei Anwendern nicht mehr wegzudenken.
2) FLEXIBILITÄT
Da beim 3D-Druck digitale Dateien (CAD-Modelle) anstelle von physischen Werkzeugen wie Mustern und Formen verwendet werden, handelt es sich um eine äußerst flexible, on-demand Fertigungstechnologie.
Kleinserien oder 100 % personalisierte Herstellungs- und Designprozesse mit vielen Iterationen bieten große Geschwindigkeits- und Kostenvorteile im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsverfahren, die manuell gefertigte oder bearbeitete Werkzeuge erfordern.
3) KOSTEN
Die Herstellungskosten lassen sich anhand von drei Parametern bestimmen – Material-, Betriebs- und Arbeitskosten. Im Gegensatz zu verschwenderischen reduktiven Fertigungsverfahren ist der 3D-Druck ein “additiver” Prozess, bei dem gerade so viel Material verwendet wird, wie zur Herstellung eines Objekts erforderlich ist.
Da es sich um einen einzigen unbeaufsichtigten Prozess handelt, entfallen die Betriebs- und Arbeitskosten durch einen konsolidierten Prozess, der das Personal für andere Aufgaben freisetzt. Da 3D-Drucker keine objektspezifischen Werkzeuge benötigen, sparen Hersteller auch bei der Umsetzung von Produktänderungen.
4) UMWELTFREUNDLICH
Obwohl einige Formen des 3D-Drucks umweltfreundlicher sind als andere, sind alle additiven Fertigungstechnologien – die nur so viel Material verwenden, wie für die Herstellung eines Objekts erforderlich ist – wesentlich umweltfreundlicher als reduktive Verfahren.
Beim FFF-3D-Druck werden immer häufiger geschlossene Materialkreisläufe eingesetzt, bei denen Polymerschredder verwendet werden, um Filamente intern zu recyceln und im 3D-Druckprozess wiederzuverwenden.
Beim Formlabs Fuse 1 kommt das Pulverrecycling zum Einsatz. Hier wird nicht verwertetes Nylon-Pulver automatisch für die nächsten Drucke wiederverwendet.
Anwendungsbereiche:
1) Teile für den Endverbrauch
3D-Drucker werden zunehmend für die Herstellung von Endverbraucherteilen und sogar von Konsumgütern eingesetzt. Aufgrund der Flexibilität der additiven Fertigung nutzen Unternehmen, die hochgradig personalisierte Produkte anbieten, schon seit langem die additive Fertigung, um kleine Serien oder völlig einzigartige Produkte herzustellen. Heute nutzen sogar industrielle Hersteller den 3D-Druck für die Serienproduktion und zur Herstellung erschwinglicher, industrieller Teile.
2) Werkzeuge / Vorrichtungen
Formeinsatz für individuelle Dübelklemmschelle bei Miraplast.
Obwohl 3D-Drucker selbst keine Werkzeuge benötigen, sind sie fantastisch in der Lage, diese herzustellen. Hersteller können die 3D-Drucktechnologie nutzen, um Formen, Muster oder sogar Vorrichtungen zu erstellen, die andere Fertigungsprozesse unterstützen.
Im Gegensatz zur herkömmlichen Herstellung von Werkzeugen, die in der Regel lange Vorlaufzeiten erfordert, ist die Erstellung von Werkzeugen mit dem 3D-Druck ein schneller und einfacher Prozess. Selbst größere Werkzeuge können in einem unbeaufsichtigten Prozess additiv hergestellt werden und schnell in der Fabrik eingesetzt werden.
3) Rapid Prototyping
Da 3D-Drucker Objekte so schnell und ohne speziell entwickelte Werkzeuge herstellen können, gilt diese Technologie als ideal für die Produktentwicklung. Produkte können in unglaublicher Geschwindigkeit hergestellt und umgestaltet werden, so dass die Designer mehrere Iterationen erstellen und ihr Produkt perfektionieren können.
Später im Designprozess können dieselbe Technologie und dieselben Designdateien verwendet werden, um funktionale Prototypen zu erstellen, so dass ein Team sein Produkt in der realen Welt erleben kann.
4) Und zahlreiche weitere technische und medizinische Anwendungen je nach Industrie / Branche!
Top 5 Industrie-3D-Drucker:
1) SLS: Formlabs Fuse 1+
Die Formlabs SLS 3D-Drucker eröffnen neue Möglichkeiten für die betriebsinterne, unabhängige SLS-Fertigung und Prototypen-Herstellung. Holen Sie produktionsreifen Nylon-SLS-Druck mit einer erschwinglichen, kompakten Plattform für selektives Lasersintern an Ihren Arbeitsplatz. Der Fuse 1 bringt eine hochproduktive Technologie, die früher Dienstleistern vorbehalten war, zu einem Zehntel der Kosten industrieller SLS-Alternativen in Ihren Betrieb. Der neue Fuse 1+ ermöglicht darüber hinaus die Same-Day-Manufacturing.
2) High Temp & High Performance: Intamsys 410 und 610
Intamsys 3D-Drucker sind für die Extrusion von verarbeitbaren Hochtemperaturpolymeren optimiert. Zusätzlich zu PEEK, PEKK und ULTEM (PEI) können PPSU- , PC- und PSU- Rohstoffe verwendet werden. Darüber hinaus können natürlich auch die üblichen Rohstoffen (PLA und ABS, etc.) ausgedruckt werden.
3) Komposit 3D-Druck: Anisoprint Composer A3
Der Anisoprint Composer A3 ist ein professioneller Desktop-3D-Drucker von Anisoprint. Das Besondere an diesem 3D-Drucker ist die patentierte CFC-Technologie (Composite Fiber Co-Extrusion). Damit werden die 3D-gedruckten Teile mit Verbundwerkstoffen wie Glas- oder Kohlefaser verstärkt und können so eine eine Zugfestigkeit von bis zu 900 MPa erreichen.
4) Großraum Hybrid-3D-Druck: Massivit 5000
Massivit 3D-Drucker besitzen ein extra großes Bauvolumen von bis zu 1450 x 1110 x 1800 mm. Damit können Prototypen und große Teile in einem Druck innerhalb weniger Stunden gefertigt werden. Durch die patentierte, Gel-basierte GDP-Technologie ist bei komplexen Geometrien kein zusätzliches Stützmaterial notwendig.
5) Automatisierter Metalldruck: Additive Industries MetalFABG2
Additive Industries sind Marktführer für hochpräzise, modulare, vollautomatisierte Metall-3D-Drucker. Die Drucker sind optimiert für Serienproduktionen und können problemlos in bestehende Produktionsketten integriert werden.
Das MetalFAB System automatisiert die sonst manuellen Schritte, die bei konventionellen Pulverbett-Druckern benötigt werden. Gleich in der Maschine können gedruckte Teile von Pulverrückständen befreit gereinigt werden. Der Nachbearbeitungsprozess ist somit sicher und kosteneffektiv.
Weitere Infos zum Additive Industries MetalFABG2
Sehen Sie auch unseren Blogbeitrag rund um den industriellen Metall 3D-Druck und dessen Funktionsweise an.
Additive Fertigung und 3D-Drucker bringen Innovation in die industrielle Produktion: Zum einen wird die hochindividuelle Fertigung von Einzelstücken, Klein- und Kleinstserien wieder effizient und wirtschaftlich interessant. Zum anderen dringen robuste und leistungsfähige 3D-Produktionssysteme in Bereiche vor, die bis vor kurzem noch den klassischen Fertigungsverfahren vorbehalten waren. Additive Fertigung wird in naher Zukunft in Kombination mit der Digitalisierung von Wertschöpfungsketten die industrielle Produktion verändern.