3D-Druck: Vorteile und Nachteile
Der 3D-Druck ist eine spannende und vielseitige Technologie, die in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat. Mit ihrer Hilfe können unterschiedlichste Gegenstände und Objekte erstellt werden, von einfachen Prototypen bis hin zu komplexen Maschinen- oder Medizinteilen. Doch welche Vor- und Nachteile hat diese Technologie? In diesem Artikel werden wir uns genauer damit beschäftigen und die wichtigsten Vorteile und Nachteile des 3D-Drucks beleuchten.
3D-Druck: Vorteile
Weniger Abfall
Wenn du dir schon einmal angeschaut hast, wie eine Fräse funktioniert, kannst du diesen Punkt sicherlich am ehesten nachvollziehen. Das Fräsen ist, wie viele andere konventionelle Fertigungsverfahren subtraktiv. Das heißt, dass ein Materialblock als Ausgangsbasis dient. Dieser Block wird durch Vorgänge wie Schneiden, Fräsen, Bearbeiten in die gewünschte Form gebracht. Bei vielen Produkten entstehen im Rahmen dieser Prozesse viele Abfallprodukte. Natürlich können diese wieder aufgesammelt, geschmolzen und wiederverwendet werden. Doch dies führt wiederum zu neuen Prozessen, die Kosten nach sich ziehen.
Der 3D-Druck ist dagegen ein additives Verfahren. Das bedeutet, dass mithilfe des Rohmaterials Schicht für Schicht das gewünschte Objekt erzeugt wird. So wird nur soviel Material eingesetzt, wie für die Herstellung des jeweiligen Objektes auch nötig ist. Hier besteht ebenfalls die Möglichkeit des Recyclings von Material.
Keine Werkzeugkosten
Beim Spritzgussverfahren wird beispielsweise ein Werkzeug (also die Form, in die der Kunststoff gespritzt wird) benötigt, welches die anfänglichen Herstellungskosten in die Höhe treibt. Dadurch ist es für das Spritzgießen wichtig, dass direkt tausende Produkte damit hergestellt und auch verkauft werden.
Beim 3D Drucken ist dies aber nicht nötig. Es sind somit keine Vorarbeiten in dem Sinne zu erledigen und auch keine speziellen Werkzeuge herzustellen, um ein komplexes oder einfaches Objekt herzustellen. Dadurch sinken die Fixkosten erheblich, denn ein Werkzeug für das Spritzgießen kann direkt mehrere Tausend Euro kosten.
Hohe Prozessgeschwindigkeit
Wie bereits erwähnt, werden für den 3D Druck keine Werkzeuge benötigt. Diese müssen nicht aufwendig hergestellt werden, was viel Zeit einspart. Zudem sind schnelle Änderungen nicht mal so eben durchführbar. Du bräuchtest für jede kleine Änderung eigentlich ein neues Werkzeug. Aus diesem Grund eignet sich die additive Fertigung für Produktdesigns, Marktanalysen oder kleine Serien.
Individuelle Produkte – “Losgröße 1”
Jeder will seine Individualität ausleben, aber im Endeffekt tragen viele ähnliche Klamotten oder haben in ihren Wohnungen und Häusern die ähnlichen Dekoartikel beziehungsweise Möbel. Das liegt daran, dass die Produktion von standardisierten Produkten auf Basis der konventionellen Fertigungsmethoden schneller und günstiger ist. Wie bereits erwähnt, ist jedoch jede noch so kleine Änderung teuer und zeitaufwändig.
Hier setzt der 3D Druck an. Es ist möglich, für jeden Kunden individuell ein Produkt anzupassen und ihm zur Verfügung zu stellen. Dabei muss das CAD-Modell geändert werden und schon kann die Produktion beginnen.
Komplexe Designs
Der 3D Druck ermöglicht es Konstrukteuren, Maschinenbauern, Produktdesignern etc. Strukturen herzustellen, die bisher so nicht herstellbar waren. Dabei ist es dem 3D Drucker relativ egal, ob er komplexe oder einfache Strukturen herstellt. Die Kosten für komplexe Strukturen aus dem 3D Drucker sind mit einfachen Produktdesigns vergleichbar, die mit traditionellen Methoden hergestellt wurden.
Die Nachteile des 3D Druck
Auch wenn das hier ein 3D Druck Blog ist, verschließe ich meine Augen nicht, wenn es um die Nachteile der Technologie geht. Es sind gewiss einige vorhanden und manche werden auch in vielen Jahren nicht unbedingt verschwinden.
Hohe Kosten bei großen Stückzahlen
Während die Kosten beim Spritzguss zum Beispiel anfangs hoch sind (siehe oben – Werkzeug), sinken die Stückkosten mit wachsenden Stückzahlen erheblich. So können zehntausende Produkte zu relativ günstigen Stückkosten hergestellt und somit konkurrenzfähig verkauft werden.
Beim 3D Druck sieht die Sache dagegen anders aus. Es ist nämlich egal, ob du eine Vase oder hundert Vasen für deinen Kunden produzierst. Die Kosten pro Stück bleiben für dich gleich, es sei denn, du kaufst so viel Material, dass dir dein Händler Vergünstigungen gibt.
Eingeschränkte Material- beziehungsweise Farbauswahl
Obwohl die Materialauswahl groß ist, kommt diese noch nicht an die Auswahlmöglichkeiten der herkömmlichen Produktmaterialien, Farben und Oberflächenbehandlungen heran. Jedoch gibt es in diesem Bereich eine rasante Entwicklung, die es dir inzwischen ermöglicht, verschiedenste Farben und Materialien auszudrucken. Kaum ein Tag vergeht ohne Produktankündigung eines Herstellers. Hier können wir noch gespannt sein.
Genauigkeit
Natürlich ist die Genauigkeit der 3D Druck Objekte super und heutzutage können wir selbst Zuhause genaue Objekte anfertigen. Doch stell dir vor, wir müssten kleine Objekte, präzise und in einer hohen Stückzahl mit gleichbleibender Qualität und Genauigkeit produzieren. Das ist mit manchen Verfahren kaum möglich und wieder anderen aufwendig und teuer.
Begrenzte Stabilität
Der schichtweise Aufbau bedingt, dass die Stabilität von 3D gedruckten Objekten nicht einem Objekt entsprechen kann, das gegossen wurde. Je nachdem, wie die Kräfte auf ein gedrucktes Objekt wirken, wird dieses früher oder später zwischen den Schichten auseinander “brechen”. Es gibt Materialien, bei denen dies immer weniger der Fall ist und das Objekt so bricht wie ein gegossenes Teil. Zudem ist die Reproduzierbarkeit von 3D gedruckten Objekten nicht immer gegeben. Wenn du eine Halterung druckst, die eine Menge aushält – die Datei einem Freund sendest und er sie an einem ähnlichen 3D Drucker ausdruckt – wird er nicht unbedingt genauso glücklich sein wie du. Diese Prozesssicherheit wird in Zukunft verbessert und auch die Stabilität wird mit neuen Materialien und 3D Druck Verfahren zunehmen.
Fazit
Der 3D-Druck bietet zahlreiche Vorteile und hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir Dinge herstellen, grundlegend zu verändern. Durch die Möglichkeit, komplexe und individuelle Objekte schnell und kostengünstig herzustellen, eröffnen sich völlig neue Anwendungsmöglichkeiten. Allerdings gibt es auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden müssen, insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit und die Umweltverträglichkeit. Insgesamt ist der 3D-Druck jedoch eine Technologie, die vielversprechende Perspektiven für die Zukunft bietet.
