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FDM-Technologie Wie zwei 3D-Drucker die Produktion verändern könnten

| Autor: Katharina Juschkat

Stratasys hat zwei Demonstratoren vorgestellt, die den 3D-Druck einen großen Schritt voranbringen sollen. Stratasys-Gründer und CIO Scott Crump erklärt, welche Visionen er hat und weshalb einer der Demonstratoren wie eine Hamburgermaschine funktioniert.

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Scott Crump ist der Gründer von Stratasys und Chief Innovative Officer.
Scott Crump ist der Gründer von Stratasys und Chief Innovative Officer.
(Bild: K.Juschkat/konstruktionspraxis)

Stratasys hat jetzt den Infinite-Build-3D- Demonstrator der Öffentlichkeit vorgestellt. Was ist das Besondere an dem 3D-Drucker?

Der Infinite-Build-3D-Demonstrator ermöglicht es uns, sehr große Teile schnell zu drucken, was gerade für die Luftfahrtindustrie sehr interessant ist. Mit dem Demonstrator können die Teile zudem sehr akkurat und wiederholbar gedruckt werden. Eine Nachbearbeitung ist nicht notwendig – druckt ein Nutzer ein Teil, dann kann er es auch direkt verwenden – das ist sehr wichtig für das, was wir tun. Unsere Entwicklung ist noch nicht ganz so weit, aber wir befinden uns auf dem Weg dorthin.

Wie ist es Stratasys gelungen, „unendlich“ große Teile zu drucken?

Der Infinite-Build-3D-Demonstrator soll es erstmals ermöglichen, in der Länge unbegrenzte Bauteile zu drucken.
Der Infinite-Build-3D-Demonstrator soll es erstmals ermöglichen, in der Länge unbegrenzte Bauteile zu drucken.
(Bild: K. Juschkat/konstruktionspraxis)

Normalerweise ist der Bauraum in einem klassischen 3D-Drucker begrenzt. Indem wir das klassische System aber um 90 Grad gedreht haben, können wir auf einer vertikalen Fläche sehr große Teile drucken. So kann ein Teil in der Theorie – solange es auf einer ebenen Fläche aus dem Drucker läuft und gestützt wird– unendlich lang gedruckt werden. Das kann man sich ein bisschen wie eine Wurst- oder Hamburgermaschine vorstellen. Die Teile müssen natürlich nicht riesengroß sein, der Demonstrator kann alle Größen drucken – aber ich denke, der typische Nutzer wird es für große Teile nutzen, denn das ist der größte Vorteil des Druckers.

Zeitgleich stellte Stratasys den Robotic-Composite-3D-Demonstrator vor. Was ist hier die Neuerung?

Der Robotic-Composite-3D-Demonstrator wird vorgestellt.
Der Robotic-Composite-3D-Demonstrator wird vorgestellt.
(Bild: K.Juschkat/konstruktionspraxis)

Das Interessanteste bei dem Robotic-Composite-3D-Demonstrator ist die Fähigkeit, direkt an der bewegten Produktionslinie zu drucken. Also, wenn man beispielsweise an die Luftfahrtindustrie denkt, wäre es möglich, während der Produktion direkt in der Kabine etwas zu drucken. Ich denke, das System gemeinsam mit Siemens entwickelt zu haben – einem der größten Integratoren weltweit – brachte uns viele Möglichkeiten. Und die Partnerschaft ist für beide Seiten ein Gewinn, denn Siemens brauchte auch einen zuverlässigen Partner – und wir sind das größte additive Unternehmen weltweit.

Für beide Systeme sollen auch keine Stützstrukturen mehr nötig sein. Weshalb?

Bei dem Robotic-Composite-3D-Demonstrator ist das Teil selbst die Unterstützung. Durch die Achsenbewegung ist keine unterstützende Struktur mehr nötig. Dasselbe gilt auch für den Infinite-Build-3D-Demonstrator – solange das Teil mit einem, wir nennen es Gerüst, zusammengehalten wird, braucht man kein klassisches Stützmaterial. So wird auch kein unnötiges Material verschwendet. Tatsächlich wollen wir langfristig einen Träger als Teil der Maschine einfügen, sodass nur das eigentliche Teil gedruckt werden muss.

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Die Zusammenarbeit mit Siemens, Ford & Boeing

Bei der Entwicklung des Robotic-Composite-3D-Demonstrators haben Stratasys und Siemens eng zusammengearbeitet. Um Objekte detaillierter drucken zu können, wird nicht mehr 3-achsig, sondern 8-achsig gedruckt. Siemens hat dazu die industrielle Hardware für die Bewegungssteuerung sowie die PLM-Software beigesteuert. Kombiniert mit der erweiterten Extrusionstechnologie von Stratasys wollen die Unternehmen den Druck von Verbundwerkstoffen revolutionieren.

Für den Infinite-Build-3D-Demonstrator arbeitet Stratasys mit Boeing und Ford zusammen. Boeing verwendet derzeit einen 3D-Demonstrator, um die Produktion von leichten Bauteilen mit geringem Volumen zu testen. Ford und Stratasys wollen gemeinsam neue Anwendungen für 3D-gedruckte Materialien in der Automobilindustrie testen und entwickeln, die aufgrund von Größenbeschränkungen bisher nicht möglich waren.

Wie kann ein Maschinenbauingenieur von den neuen Systemen profitieren?

Schon heute verwenden unsere Kunden, aber auch unsere eigenen Ingenieure unsre Drucker – sie konstruieren kleine Teile und kleben sie zusammen. Dasselbe Teil können die Ingenieure mit dem neuen System vollautomatisch am Stück ausdrucken – eine Nachbearbeitung würde somit entfallen, was der schnellste und einfachste Weg wäre, das Teil zu konstruieren.

Gibt es schon aktuelle Anwendungsbeispiele?

Zusammen mit Boeing verwenden wir ein Prototypensystem. Boeing experimentiert mit vielen verschiedenen Applikationen. Eine davon haben wir hier, eine Raketenspitze. In einer konkreten Anwendung haben wir bis jetzt noch keine Teile, aber wir sind ja erst am Anfang. Ich stelle mir vor, dass man langfristig sehr große Austausch- und Ersatzteile für Flugzeuge drucken könnte, die werden immer benötigt. Dann hätte man die Teile nicht im Lager, sondern könnte sie auf Abruf herstellen.

Können neben der Luftfahrt auch andere Industrien profitieren?

Nun, eine meiner Visionen ist es, die Rotorblätter von Windkraftanlagen zu drucken. Heutzutage sind die Rotorblätter etwa bis zu 50 m lang – und das ist ein großes Problem für den Transport. Sie müssen an einem Stück vor Ort gebracht werden, da sind die Straßen natürlich ein großes Problem. Für die Konstruktion bedeutet das eine sehr große Einschränkung. Aber es gibt keinen Grund, warum man nicht effizienter direkt an der Baustelle in größerem Maßstab produzieren könnte – entweder die Rotorblätter selbst oder die Skelettstruktur.

Bisher sind die Drucker erst Demonstratoren. Wann werden die Systeme auf dem Markt sein?

Nun, das ist das erste Mal, dass wir einen technischen Demonstrator konstruiert haben. Deshalb haben wir gesagt, wir sollten aus einem Demonstrator nicht gleich ein Verkaufsprodukt machen und über Auslieferdaten, Preise und Features reden. Das ist kein ganz einfacher Weg, um etwas zu vermarkten. Als Unternehmer will man ein Produkt haben, das man verkaufen kann – hier brauchen wir die Kunden, die uns helfen, denke ich. Und um das zu erreichen, muss man die Idee früh präsentieren.

Vielen Dank, Herr Crump.

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Über den Autor

 Katharina Juschkat

Katharina Juschkat

Redakteurin, Vogel Communications Group