2) Wann ist 3D-Druck sinnvoll?
3D-Druck kann konventionelle Fertigungsmethoden aktuell noch nicht gleichwertig ersetzen. Im direkten Vergleich dauert der 3D-Druckprozess länger als Spritzguss oder zerspanende Fertigung. Werden jedoch nur kleine Stückzahlen benötigt, müssen beispielsweise sowohl die Zeit als auch die Kosten für den Formenbau berücksichtigt werden. Hier kann die Additive Fertigung erheblich günstiger und schneller als die konventionelle Fertigung. Grundsätzlich gilt:
Je kleiner die Stückzahl und je komplexer das Bauteil, umso eher lohnt sich die Additive Fertigung.
Vorteile des 3D-Drucks bei komplexen Geometrien
Konstrukteure müssen umdenken und neue Methoden erlernen, um komplexe Bauteile für den 3D-Druck konstruieren zu können. Mit diesem Know-how sind sie dann in der Lage, die Vorteile und Möglichkeiten der Additiven Fertigung auszuschöpfen. Nicht nur für einzelne Bauteile, sondern auch für die Fertigung ganzer Baugruppen ermöglicht der 3D-Druck völlig neue Design– und Produktionskonzepte.
Konventionell müssen Baugruppen teilweise einzeln gefertigt werden, da einige Bereiche des Bauteils für die Werkzeuge nicht zur Fertigung erreichbar sind. Additiv lassen sich solch komplexe Strukturen schichtweise drucken, und es ist nicht mehr erforderlich mehrere Bauteile zu fertigen, die anschließend verschweißt oder verschraubt werden müssen.
Lässt sich eine Baugruppe aus fünf Bauteilen in nur einem Schritt additiv fertigen, ersetzt ein einziger Druckvorgang fünf Fertigungsschritte, fünf Endbearbeitungen und fünf Qualitätskontrollen durch einen Fertigungsschritt, eine Endbearbeitung und eine Qualitätskontrolle.
Zudem entfallen sowohl die Montage als auch die Dichtigkeitsprüfung. Unter diesen Umständen kann 3DDruck die wirtschaftlichere Variante sein.
3D-Druck ist darüber hinaus zum Beispiel dann von Vorteil, wenn sich damit die mechanische Belastbarkeit eines Bauteils steigern oder durch neue Konstruktionsmethoden Material und Gewicht einsparen lässt (Topologieoptimierung).