3d-druck: Gibt Ideen eine Form

Pulver Abstrakt 3D

Der Ursprung von 3D-Druck/ additiver Fertigung

Bei manchen Nachrichten muss man genau auf das Datum schauen, sonst könnte man sie für einen Aprilscherz halten. Ein paar Beispiele: Der italienische Nudelhersteller Barilla hat einen Nudeldrucker vorgestellt, der Pasta vor Ort nach Kundenwunsch herstellen kann. Oder: Die amerikanisch-russische Firma Apis Cor druckt mit einem Roboter kompakte Häuser aus Beton für rund 10.000 US-Dollar. Oder: Mercedes-Benz druckt aus Metall bestimmte Lkw-Ersatzteile für ältere Baureihen. Oder: Adidas steigt mit dem Druck der Sohlen für ein Turnschuhmodell in die Massenfertigung ein. Oder: In der Medizintechnik werden Zahnkronen aus Keramik, Hörgeräte aus Kunststoff, künstliche Kniegelenke aus Metall gedruckt – und in Zukunft womöglich sogar ganze Organe aus sogenanntem Alginat, das lebende Zellen beinhaltet.

Erfunden hat den ersten 3D-Drucker der amerikanische Physiker und Ingenieur Charles Hull schon 1984. Damals hieß das Verfahren auch noch nicht 3D-Druck, sondern – ebenso wie heute – Stereolithografie. Tatsächlich gibt es viele verschiedene Verfahren, die umgangssprachlich als 3D-Druck verallgemeinert werden: Neben der genannten Stereolithografie etwa Laserschmelzen, Lasersintern, Polyjet-Modeling, Digital Light Processing und Fused Deposition Modeling. Welches davon jeweils zur Anwendung kommt, hängt vom Rohstoff ab. Verwendung finden vor allem Keramik, Kunstharze, Metall – und Kunststoff, die Domäne der Dressler Group. Was alle Verfahren grundsätzlich gemeinsam haben: Sie werden als additive Fertigung bezeichnet, weil der Materialaufbau durch Hinzufügen erfolgt, in der Regel schichtweise. Das Gegenstück ist die subtraktive Fertigung, bei der so lange Material, beispielsweise durch Fräsen, Drehen oder Bohren, abgetragen wird, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist.

Kunststoff Gitter Mood

Die Fertigungsverfahren

"Man kann keinesfalls pauschal sagen, dass eines der beiden Fertigungsverfahren dem anderen überlegen ist“, sagt Axel Dressler. „Denn für beide gibt es Anwendungsfälle, für die das jeweils andere Verfahren weniger oder gar nicht geeignet ist.“ Wo eine additive Fertigung infrage kommt, dürfen die neuesten Entwicklungen (Beispiele oben) fraglos als revolutionär gelten. Soweit beide Verfahren angewendet werden könnten, haben die verschiedenen additiven Varianten teils erhebliche Vorteile. Die Effizienz etwa. Zum einen hinsichtlich des Materialeinsatzes. Schließlich wird nicht Überflüssiges abgetragen, sondern nur das Nötige hinzugefügt. Das spart Kosten sowie Verarbeitungs- und Reinigungsschritte. Zum anderen bedeutet das in vielen Fällen auch echte Zeitvorteile, dann nämlich, wenn dadurch klassischer Formen- und Werkzeugbau überflüssig werden. Unter dem Strich macht das Kleinserien oder sogar Einzelstücke rentabel möglich und minimiert gleichzeitig den Lagerbedarf – Stichwort Rapid Prototyping und Print on demand. Durch den schichtweisen Aufbau können auch extrem komplexe, filigrane Formen oder innen liegende Hohlräume gefertigt werden, die subtraktiv nur sehr aufwendig oder gar nicht hergestellt werden könnten. Und es lassen sich vollständig funktionsfähige Prototypen oder Serienteile mit minimalem Aufwand herstellen. Bei welcher Anwendung und in welcher benötigten Stückzahl welches Verfahren optimal ist, muss immer im Einzelfall geprüft werden.

Mitarbeiter im Technikum
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Dressler Group als Partner für 3D-Druck/additive Fertigung

Die Dressler Group (DG) kommt ins Spiel, wenn es sich um Kunststoffe handelt, die auf die (Druck-)Maschinen gebracht werden müssen. „Die Erfahrung und der regelmäßige Austausch mit unseren Kunden haben gezeigt, dass wir quasi ein Missing Link zwischen der Rohware einerseits und dem Druckvorgang andererseits sind“, sagt Axel Dressler. „Denn letztlich ist vor allem die Spezifikation des von uns verarbeiteten und veredelten Kunststoffes erfolgsentscheidend und weniger die Rohware an sich.“ Mit anderen Worten: Erst die von der Dressler Group entwickelten Mahl- und Veredlungsverfahren machen die Rohstoffe überhaupt druckbar und erlauben nunmehr Anwendungen, die bis dato technisch nicht möglich waren. Maßgeblich dafür sind etwa die Kornformen, die Korngrößen, die Fließeigenschaften, die optionale Freiheit von Additiven und die Reinheit der Pulver. Anderenfalls wären beispielsweise bestimmte Details und Strukturen nicht zu fertigen, die Festigkeit und die Haltbarkeit wären nicht ausreichend oder die Maschinen wären störungsanfällig, weil sie verkleben könnten. Und auch hinsichtlich der Effizienz und des Umweltschutzes eröffnen die Dressler-Verfahren neue Möglichkeiten. Denn durch die besonderen Eigenschaften sind die Reste vollständig wiederverwertbar, die Materialausbeute ist damit deutlich höher und der gesamte Energieeinsatz geringer. Verunreinigtes Material und Reste entfallen.

Axel Dressler, CEO, September 2019, Innovation Lab

Die Erfahrung und der regelmäßige Austausch mit unseren Kunden haben gezeigt, dass wir quasi ein Missing Link zwischen der Rohware einerseits und dem Druckvorgang andererseits sind, Denn letztlich ist vor allem die Spezifikation des von uns verarbeiteten und veredelten Kunststoffes erfolgsentscheidend und weniger die Rohware an sich.

Axel Dressler, CEO

Sämtliche Verfahren und Anlagen werden seit der Firmengründung 1978 von und in der Dressler Group selbst entwickelt. Das hat zwei Vorteile: Erstens absolute Diskretion. Und zweitens größtmögliche Individualität. Zu Letzterer gehört auch, dass alle Verfahren auditsicher dokumentiert werden. Nebenbei verfügt die Dressler Group natürlich über alle üblichen Zertifikate – und noch viele mehr. Für die Kunden bedeutet das absolute Reproduzierbarkeit zu jeder Zeit und in jeder beliebigen Menge. „Wir sind auch deshalb gut darin, das Maximum aus Kunststoffpulvern herauszuholen, weil unsere Chemiker, Verfahrenstechniker und Anlagenbauer sehr eng mit unseren Kunden zusammenarbeiten“, sagt Jan Dressler. „Schließlich fertigen wir für deren Bedarf, nicht für unseren.“ Die Experten tauschen sich dazu intensiv mit führenden Herstellern von Kunststoffpulvern und 3D-Druckern aus. Diese Hand-in-Hand-Kompetenz macht die Dressler Group seit jeher zum Problemlöser und „Ermöglicher“ ihrer Kunden.

Unsere Kompetenz

In den beiden DG-eigenen Forschungseinrichtungen Innovation Lab und Technikum können Klein- und Kleinstmengen bereits ab wenigen Gramm hergestellt und erprobt werden. Zudem kooperiert die Dressler Group mit Hochschulen; Forschung, Lehre und Praxis sind optimal verzahnt. Damit sind Effizienz und Qualitätssicherung von Anfang an gewährleistet, denn durch die Taktik der kleinen Schritte sind teure Fehlentwicklungen und Fehlinvestitionen praktisch ausgeschlossen. Eine Revolution kann schließlich erst dann gelingen, wenn die Basics funktionieren.