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Anwendungsbereiche des 3D-Drucks

Luft- und Raumfahrt

Luft- und Raumfahrtingenieure nutzen den 3D-Druck zur Herstellung von Hochleistungsteilen. Von besonderem Interesse ist die Fähigkeit, topologisch optimierte Strukturen mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis zu schaffen und die Möglichkeit, mehrere Komponenten zu einem einzigen Teil zu konsolidieren.

Applications of 3D printing

Optisys LLC ist zum Beispiel ein Anbieter von Mikroantennenprodukten für die Luft- und Raumfahrt und die Verteidigung. Sie nutzten den 3D-Druck von Metall, um die Anzahl der Einzelteile in ihren Tracking-Antennen-Arrays von 100 auf nur 1 zu reduzieren. Durch diese Vereinfachung konnte Optisys die Vorlaufzeit von 11 auf 2 Monate reduzieren und gleichzeitig eine Gewichtsreduzierung von 95 % erzielen.


Automotive

Die Automobilindustrie hat stark von der Geschwindigkeit der Ausführung und der einfachen Anpassung, die der 3D-Druck bietet, profitiert.

Applications of 3D printing

Volkswagen zum Beispiel nutzt traditionell die CNC-Bearbeitung, um kundenspezifische Baugruppen und Vorrichtungen herzustellen. CNC hat im Allgemeinen längere Produktionszeiten und höhere Kosten. Die gleichen Vorrichtungen könnten über Nacht in 3D gedruckt und am nächsten Tag am Fließband getestet werden. Das Feedback der Bediener wurde fast sofort eingearbeitet und eine neue Vorrichtung war am nächsten Tag bereit, um getestet zu werden, bis das perfekte Werkzeug geschaffen war.


Robotik

Im Bereich der Robotik und Automatisierung werden sehr oft einzigartige kundenspezifische Teile benötigt, um neue Robotermechanismen zu entwickeln. Der 3D-Druck hat sich aufgrund seiner Schnelligkeit, Designfreiheit und einfachen Anpassbarkeit zu einer der führenden Fertigungstechnologien in dieser Branche entwickelt. Die große Auswahl an Materialoptionen mit einzigartigen Eigenschaften ermöglicht auch die Schaffung einzigartiger Strukturen, wie z. B. "weiche" Roboter.

Applications of 3D printing

So hat beispielsweise ein Team von Ingenieurstudenten der Universität Antwerpen einen humanoiden Roboterarm gebaut, der Sprache in Gebärdensprache übersetzen kann, und sie haben fast ausschließlich 3D-Druck verwendet, um alle benutzerdefinierten Strukturteile ihres Roboters herzustellen.


Industrielle Werkzeuge

Die Entwicklung neuer 3D-Druck-Materialien mit hoher Hitzebeständigkeit und Steifigkeit, kombiniert mit der Möglichkeit, kundenspezifische Teile schnell und kostengünstig zu erstellen, hat dazu geführt, dass der 3D-Druck zahlreiche Anwendungen rund um den industriellen Werkzeugbau findet.

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Zum Beispiel wird der 3D-Druck jetzt zur Herstellung von Spritzgussformen in Kleinserie eingesetzt. Diese Formen werden für die Produktion von ein paar hundert Teilen verwendet (im Vergleich zu über 10.000 Metallformen), kosten aber nur einen Bruchteil der Kosten einer "traditionellen" Form und können über Nacht hergestellt werden. Sie sind daher ideal für geringe Stückzahlen, niedrige Produktionskosten oder kleine Testläufe vor der Fertigung im großen Maßstab.


Gesundheitsvorsorge

Wussten Sie, dass heute in den USA Hörgeräte fast ausschließlich im 3D-Druckverfahren hergestellt werden? Tatsächlich sind Unternehmen, die die Technologie nicht übernommen haben, sehr schnell aus dem Geschäft gegangen, weil sie mit der Konkurrenz nicht mithalten konnten.

Applications of 3D printing

So hat zum Beispiel der Gesundheits- und Prothesenbereich stark von der Einführung des 3D-Drucks profitiert. Individuelle Formen, wie z. B. Hörgeräte, müssen nicht mehr von Hand gefertigt werden. Mit dem 3D-Druck können sie schnell aus einer digitalen Datei hergestellt werden (z. B. durch Scannen des Körpers des Patienten in 3D). Dadurch werden Kosten und Produktionszeiten deutlich reduziert.


Produktdesign

Mit dem 3D-Druck können Produktdesigner ihre Produkte einfach und ohne zusätzliche Kosten individualisieren. Sie können auch hochwertige Funktionsprototypen für ein neues Produktkonzept erstellen. Dies beschleunigt den Designzyklus und beweist, dass ihre Produktidee funktioniert, bevor eine größere Investition getätigt wird.

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So hat Paul Kohlhaussen zum Beispiel einen funktionierenden Prototyp seiner ultimativen Kamera entworfen und gebaut. Er kombinierte Kamerateile aus verschiedenen Modellen und verschmolz sie mit einem maßgeschneiderten 3D-gedruckten Gehäuse. Er brachte seine Idee dann zu Kickstarter, um eine Finanzierung für sein Projekt zu erhalten.


Unterhaltung

Der 3D-Druck ist eines der bevorzugten Werkzeuge der heutigen Filmemacher, da er die Möglichkeit bietet, glaubwürdige Requisiten zu erstellen. Die große Designflexibilität des 3D-Drucks hilft Unterhaltungsprofis, Objekte ihrer Fantasie zum Leben zu erwecken. Dies kann jetzt schnell und zu wesentlich geringeren Kosten als in der Vergangenheit erfolgen.

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Ein Beispiel kommt von Vitaly Bulgarov, einem Designer, dessen Lebenslauf die Arbeit mit Filmstudios wie Paramount und Dreamworks umfasst. Er nutzte den 3D-Druck, um seine Computerskizzen schnell in brauchbare physische Objekte für einen Film zu verwandeln, an dem er gerade arbeitete.


Bildung

Die 3D-Drucktechnologie hat großes Potenzial im Bildungsbereich. Mit dem 3D-Druck können Kursthemen in maßstabsgetreuen Repliken zum Leben erweckt werden. Dies ermöglicht den Studenten, praktische (und sehr wertvolle) Erfahrungen im wirklichen Leben zu sammeln.

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So haben beispielsweise Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der University of Glasgow in Zusammenarbeit mit Rolls Royce ein Arbeitsmodell eines 3D-gedruckten Düsentriebwerks erstellt. Das Modell gibt den Schülern sofortiges Feedback zu den Änderungen, die sie während des Betriebs vornehmen, und hilft ihnen, wertvolle praktische Erfahrungen zu sammeln.


DIY Makers

Für Macher, die ständig neue Ideen erforschen, ist der 3D-Druck das perfekte Werkzeug. Einer der Hauptvorteile ist die Möglichkeit, eine unbegrenzte Anzahl von Ersatzteilen und neuen Designs zu produzieren, ohne auf externe Lieferanten angewiesen zu sein. Sie können ihre Entwürfe weiterentwickeln und anpassen, so dass sie neue und bessere Konzepte erstellen können.

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Jack Davies zum Beispiel ist Produktdesign-Student an der Nottingham Trent University. Er hat sein eigenes Elektro-Skateboard mit 3D-gedruckten Teilen erstellt. Sein Booster-Board hat vergleichbare Fähigkeiten wie ein handelsübliches Elektro-Skateboard, allerdings für etwa ein Drittel des Preises.

Quelle: 3D Hubs

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