3DDrucktechnologien

3DDruckTechnologien, auch additive Fertigung genannt, umfassen Verfahren, die digitale 3D‑Modelle schichtweise in physische Bauteile umsetzen. Im Gegensatz zu subtraktiven Prozessen arbeiten sie materialadditiv, wodurch komplexe Geometrien möglich und Werkstoffabfälle reduziert werden können. Die Technologie wird in Forschung, Prototyping, Fertigung und Reparatur eingesetzt.

Zu den wichtigsten Verfahren gehören faserfreies oder materialextrusionsbasierte Verfahren (z. B. Fused Deposition Modeling, FDM/FFF); vat-Photopolymerisation wie Stereolithografie (SLA) und digital light processing (DLP); Pulverbett-Verfahren wie selektives Lasersintern (SLS), Lasersintern mit Metall (SLM/LEM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM); Binder-Jetting; Material-Jetting; Direct Energy Deposition (DED) für Metalle. Jedes Verfahren unterscheidet sich in Baugeschwindigkeit, Oberflächengüte, Materialvielfalt und Nachbearbeitung.

Materialien umfassen Kunststoffe (ABS, PLA, Polycarbonat, PEEK...), Metalle (Al, Stahl, Titan), Keramiken und Verbundstoffe. Anwendungen reichen von Prototypen und Funktionsmustern über serielle Endprodukte in Medizin, Automobil, Luft- und Raumfahrt, bis zu individuellen Consumer-Teilen und Ersatzteilen. Die Designpraxis wird durch Ansätze wie Design for Additive Manufacturing (DfAM) geprägt, der Geometrien, Leichtbau und integrierte Funktionen berücksichtigt.

Zu den Vorteilen zählen geringe Stückzahlkostenvorteile, schnelle Iterationen, komplexe Geometrien und geringes Werkzeugaufwand. Grenzen sind oft Bauteilgröße, Oberflächenqualität, Materialkosten, Nachbearbeitung und Qualitätssicherung. Sicherheitsaspekte betreffen Belüftung, Pulver- und Harzhandhabung sowie Schutzmaßnahmen bei energiereichen Prozessen. Umweltaspekte hängen von Materialrecycling und Prozessabfällen ab.

Auf internationaler Ebene etablieren sich Normen und Richtlinien, beispielsweise ISO/ASTM-Standards für additive Fertigung, Qualitätsmanagement und Prozessüberwachung. Die Branche entwickelt sich durch neue Materialien, hybride Fertigungskonzepte und vernetzte Produktion weiter, wodurch individuelle Fertigungsdienstleistungen und lokales Produzieren zunehmen.