Werkstücke aus dem Drucker

3D-Druck: Additive Fertigung

Definition und Vorteile des 3D-Drucks

3D-Druck hat sich als Oberbegriff für verschiedene Verfahren der additiven beziehungsweise generativen Fertigungim Alltag etabliert.
Beim 3D-Druck werden auf Basis eines digitalen Modells mithilfe eines speziellen Druckers dreidimensionale Gegenstände schichtweise aufgebaut. Die Schichten werden durch physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse – in der Regel Verkleben oder Verschweißen – verbunden. Vorgeschaltet sind entsprechende Prozesse der Datengenerierung und -aufbereitung (z. B. eine CAD-Datei).
Es können verschiedene Materialien verwendet werden. Gängige, typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind dabei Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Selbst Zement und biologische Stoffe können heute bereits gedruckt werden, und das Spektrum an druckbaren Materialien wird immer größer. Je nach Material und Anwendungsbereich kommen unterschiedliche Druckverfahren zum Einsatz. 3D-Druck zeichnet sich vor allem durch seine gestalterische Freiheit bei der Fertigung aus: Nahezu jede Bauteilkonstruktion ist realisierbar.
Die Vorteile des 3D-Drucks liegen auf der Hand: 3D-Druck ist schnell, vielfältig einsetzbar, für verschiedene Materialien geeignet, ideal für die Produktion kleiner und zunehmend auch größerer Stückzahlen und eröffnet aufgrund der additiven Herstellung völlig neue Möglichkeiten in der Produktgestaltung.

Chancen und Anwendungsgebiete des 3D-Drucks

Das Thema 3D-Druck erfährt derzeit große Aufmerksamkeit. Wegen der rasant steigenden Marktperspektiven und des dynamisch wachsenden Einsatzbereichs werden Chancen und Herausforderungen der neuen Technologie branchenübergreifend diskutiert. 3D-Druck hat als Querschnittstechnologie für die werkzeuglose Fertigung das Potenzial, die Bauteilkonstruktion und -herstellung sowie die damit verbundenen Prozess- und Wertschöpfungsketten grundlegend zu verändern.
Hamburg hat als Innovations- und Wissenschaftsstandort eine starke institutionelle und unternehmerische Grundlage, um das Potenzial dieser neuen Technologie ausschöpfen und Antworten auf damit verbundene Herausforderungen geben zu können.
Das produzierende Gewerbe und die Informations- und Kommunikationsbranche Hamburgs sind aktuell am stärksten mit dem Thema 3D-Druck befasst – das zeigt eine Umfrage der Handelskammer aus dem Jahr 2017. Die Verwendung von 3D-Druck-Verfahren für den Prototypenbau und als Ergänzung traditioneller Fertigungsverfahren stehen im Produzierenden Gewerbe bislang noch im Vordergrund. Doch auch für die Herstellung von Kleinserien und Produktionshilfsmitteln kommt 3D-Druck zum Einsatz und zeigt, dass Hamburgs Unternehmen das Wachstumspotenzial für die Fertigung von Endprodukten erkannt haben. Kunststoff ist das mit Abstand am häufigsten verwendete Druckmaterial in Hamburgs Unternehmen.
Spezifische Stärken mit Blick auf eine ausgeprägte wissenschaftliche, institutionelle und technologische Basis hat Hamburg hingegen beim Metalldruck und in der Luftfahrttechnik. Etwa zwei Drittel der Hamburger Unternehmen sehen noch Hemmnisse bei der Nutzung des 3D-Drucks. Die hohen Anschaffungskosten für 3D-Drucker sind über alle Branchen hinweg Hürde Nummer eins. Zudem erschweren mangelndes Know-how in Sachen 3D-Druck-Technik und -Konstruktion den Einsatz.
Tipp: Weitere Informationen zur Entwicklung der Technologie sowie zu den dezeitigen Anwendungsgebieten erhalten Sie im Analysepapier "3D-Druck" (PDF-Datei · 1695 KB) und im Artikel "Häuser aus dem Drucker" aus unserem Magazin "HW".

Modellfabrik 3D-Druck

Der Online-Demonstrator des Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Ilmenau unter www.additive-verfahren.de ermöglicht es Unternehmen, ein für ihre Bauteilanforderungen grundsätzlich geeignetes 3D-Druck-Verfahren zu bestimmen.
Schrittweise können Sie verschiedene Eigenschaften des zu druckenden Bauteils wie zum Beispiel das gewünschte Material, die Größe oder die Oberflächenqualität auswählen.
Unterstützt wird der Auswahlprozess durch ergänzende Informationen in Form von Texten, Bildern und Videos. Sie erläutern Fachbegriffe, für die Auswahl re-levante Parameter und die Funktionsprinzipien der Verfahren.

Praxisbeispiel: eine innovative Fußraste aus dem 3D-Drucker

Die Geschäftsführer des Hamburger Motorradzubehör-Entwicklers Rocket Motors GmbH schafften es eine absolute Neuheit zu kreieren. Eine Ersatz-Zündkerze für Harley Davidson Motorräder sollte direkt am Motorrad transportiert werden. Wie die Hamburg auf dieses Problem gestoßen sind und es schlussendlich lösen konnten? Mit Hilfe der innovativen 3D-Druck-Technologie.

Hamburger Netzwerk 3D-Druck

Welches Potenzial hat die 3D-Druck-Technik für mein Unternehmen? Wie integriere ich die 3D-Druck-Technologie in bestehende Unternehmensprozesse? Wie wähle ich die geeignete Drucktechnik und das passende Druckmaterial? Was bedeuten die zukünftigen Entwicklungen im 3D-Druck für mein Unternehmen? Wie komme ich in Kontakt mit anderen Anwendern und Experten? Auf welche wissenschaftlichen Partner kann ich bei der Suche nach technologischen Lösungen zugehen?
Auf diese praktischen und strategischen Fragen finden Sie im 3D-Druck-Netzwerk Hamburg Antworten. Um den Zukunftsmarkt 3D-Druck vor Ort mitzugestalten, die Technologie in der Breite der Unternehmen zu verankern und den 3D-Druck als Innovationstreiber und Entwicklungsmotor zu fördern, war das 3D-Druck-Netzwerk in der Metropolregion Hamburg im Februar 2018 an den Start gegangen. Es versteht sich als Kompetenzforum und Austauschplattform für Anwender und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Durch Fachveranstaltungen, Workshops und Unternehmensbesuche soll der 3D-Druck gerade auch in kleine und mittlere Unternehmen getragen und Wissenstransfer und Kooperationsprojekte anstoßen werden. „Die stetig wachsenden Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks und dessen rasante Entwicklung verlangen, dass wir bei aller Vielfalt und allem Wettbewerb untereinander unsere Kräfte in einem Netzwerk bündeln. Nur so kann die Metropolregion Hamburg als 3D-Druck-Standort weltweit ganz vorne mitspielen.", fasst Fehrmann den Leitgedanken des Netzwerks zusammen.
Ob für die Herstellung von Gesichtsschildern, Türöffnern, Masken oder Ventilen für Beatmungsgeräte – der 3D-Druck hat in den letzten Wochen große Aufmerksamkeit erfahren. Als schnelle, flexible und dezentrale Produktionslösung hat er sich als besonders geeignet für die kurzfristige Bereitstellung von Schutzausrüstung erwiesen und seine technologischen Vorteile öffentlichkeitswirksam/ anschaulich belegt.
Das 3D-Druck-Netzwerk in der Metropolregion Hamburg will diesen „Drive“ beim Thema nutzen, um die Metropolregion Hamburg als 3D-Druck-Standort weiter zu etablieren und zu positionieren. Mit der neu gestalteten Webpräsenz unter www.3d-druckhamburg.de kann das Netzwerk seine Aktivitäten und Veranstaltungen noch besser in der Breite darstellen und für neue Mitstreiter werben. „Herzstück der neuen Webseite ist die Mitgliederrubrik“ erläutert Henning Fehrmann, Sprecher des Netzwerks und Geschäftsführer der Fehrmann Unternehmensgruppe, „sie ermöglicht eine Anzeige und Suche der Mitglieder gegliedert nach ihren jeweiligen Aktivitäten im Bereich 3D-Druck, also zum Beispiel Anwender, Anbieter, oder Hersteller.“ Das ermögliche, ganz gezielt mit anderen Netzwerk-Mitgliedern in Kontakt zu treten und gebe Außenstehenden die Möglichkeit, systematisch nach Unternehmen oder Institutionen mit bestimmten 3D-Druck-Profilen zu suchen. 
Eine Übersicht über die Aktivitäten des Netzwerks, Veranstaltungen und Ansprechpartner finden Sie unter www.3d-druckhamburg.de
Das Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Hamburg bietet außerdem in Kooperation mit dem Laserzentrum Nord regelmäßig Schulungen und andere Veranstaltung zum Thema 3D-Druck an. Weitere Informationen erhalten Sie hier.​​​​​​​
Das Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Ilmenau bietet eine Einführung zum Thema Einsatz von 3D-Druck im Feinguss an.