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2021: Worauf es bei der additiven Fertigung zu achten gilt

Auf 31. Dezember 2020 von Michelle J. veröffentlicht
additiven Fertigung 2021

Das Jahr 2020 war, gelinde gesagt, ereignisreich und unvorhersehbar. Die additive Fertigungsindustrie hat sich jedoch erstaunlich schnell an diese Veränderungen angepasst und konnte sich über Wasser halten. Wenn Sie sich erinnern, wurden viele der Bedürfnisse im Gesundheitswesen zunächst durch die Bemühungen von Anwendern des 3D-Drucks erfüllt. Auf der anderen Seite litten globale Lieferketten, die sich auf traditionelle Methoden verließen, während dieser Zeit immens. In einem kürzlich erschienenen Beitrag haben wir uns die Trends angeschaut, die die Branche im Jahr 2020 geprägt haben. Wir stellten fest, dass einige Trends natürliche Fortsetzungen von Verschiebungen waren, die bereits vor einigen Jahren begonnen hatten, wie z. B. die zunehmende Verlagerung vom Prototypenbau zu Endanwendungen, während es auch andere neuere Trends gab. Mit dem Eintritt in das vierte Jahrzehnt des 3D-Drucks und den jüngsten Ereignissen treten wir auch in ein Jahrzehnt ein, das das Potenzial für eine Erneuerung hat. Um das Jahr 2020 abzuschließen, haben wir uns entschlossen, mit einigen wichtigen Akteuren im Bereich der additiven Fertigung in Kontakt zu treten, um sie nach ihrer Vision zum Stand des 3D-Drucks und ihren Wünschen das neue Jahr  zu fragen – Macht Platz für 2021!

Die additive Fertigung hat gezeigt, dass es eine Technologie ist, die sinnvolle Lösungen für neue Herausforderungen bieten kann, einschließlich der Herausforderungen in der Lieferkette.

Das Datenreichtum der additiven Fertigung: KI, Prozesssteuerung, Simulationssoftware

DyeMansion, das Unternehmen, das in 2020 14 Mio. $ für seine AM-Finishing-Systeme einnahm, versteht die Schlüsselposition der Nachbearbeitung bei der Wertschöpfung im AM-Prozess. CTO und Mitgründer Phillip Kramer erklärt: „In Kombination mit weiterer Automatisierung und Innovationen im Post-Processing-Bereich kommt der 3D-Druck der Anerkennung als echte industrielle Fertigungstechnologie ein gutes Stück näher. Um das Potenzial dieser Innovationen auszuschöpfen, ist die Bildung starker Allianzen zwischen verschiedenen Lösungsanbietern notwendig.“ Schon heute scheitern viele Anwendungen daran, dass sie die Anforderungen an die Wiederholbarkeit nicht erfüllen können. Es ist immer noch eine Herausforderung, jedes Mal eine gleichbleibende Teilequalität zu produzieren. Kramer fügt hinzu: „Mit immer mehr Maschinen auf dem Markt und mehr Daten, die von KI-basierten Algorithmen analysiert werden, können wir hoffentlich im Jahr 2021 einer vorhersagbaren Teilequalität näher kommen. Wenn Sie neue Systeme mit intelligenter Prozesssteuerung kombinieren, werden sich viele Anwendungen in den Jahren nach 2021 endlich erschließen.“

Anknüpfend an den letzten Punkt kommentiert Greg Paulsen, Director of Application Engineering bei Xometry: „Ich bin der Meinung, dass die Fortschritte in der Software digitaler Zwillinge (Simulation) uns helfen werden, mehr aus der etablierten Technologiebasis herauszuholen. Dazu gehören eine bessere Bauvorbereitung, Design for Manufacturing und die Beschaffung von additiven Projekten.“ Als Plattform, die Konstrukteure mit Produktionsressourcen verbindet, versteht Xometry den Wert der Erweiterung von Software-Funktionen; Software für digitale Zwillinge wird in vielen Branchen eingesetzt, um eine virtuelle Darstellung oder Simulation eines physischen Vermögenswerts bereitzustellen und wird verwendet, um die Leistung des Vermögenswerts in Echtzeit zu überwachen. Paulson fügt hinzu: „Neue Technologien und neue Materialien sind in Sicht; dies gilt insbesondere für den Bereich der Photopolymere mit neuen Produktionssystemen und technischen Harzen. Auf meiner Wunschliste für 2021 steht die Ausblendung von STL-Dateien in ein Format, das mehr Daten enthält, wie z. B. 3MF. Außerdem wünsche ich mir einen besseren Zugang zu digitalen Werkzeugen für die Texturierung, das Gitternetz und andere Vorbereitungen für AM-Dateien.“

additiven Fertigung 2021

Der 3D-Druck erfordert einen neuen Ansatz für die Konstruktion. Mit Daten zur Hand werden Teilequalität und Wiederholbarkeit endlich den Anforderungen entsprechen | Bild via AMFG

Ist 2021 ein weiterer Schritt in eine nachhaltigere Zukunft?

AM hat gezeigt, dass es eine Technologie ist, die sinnvolle Lösungen für neue Herausforderungen bieten kann. Danny Winn, VP Growth & Innovation bei AMFG kommentiert: „2020 war eindeutig ein interessantes Jahr für alle, ein Positivum ist, dass der 3D-Druck ins Rampenlicht gerückt ist, da die Herausforderungen, die durch COVID entstanden sind, AM die Möglichkeit gegeben haben, die Leistungsfähigkeit der lokalen On-Demand-Fertigung zu demonstrieren.“ AMFG bietet Workflow-Automatisierungssoftware für die additive Fertigung an, um Unternehmen bei der autonomen Produktion im großen Maßstab zu unterstützen. Die erwartete breitere Akzeptanz der Technologie bei mittelständischen bis großen OEMs wird die Unterbrechung der traditionellen Fertigungs- und Lieferketten definitiv beschleunigen. Winn fügt hinzu: „Der 3D-Druck bietet signifikante Umweltvorteile, über die selten gesprochen wird, und ich würde mir wünschen, dass mehr Unternehmen die strategische Ausrichtung auf ihre unternehmerischen Netto-Null-Ziele erkennen und somit mehr in die Entwicklung von AM investieren und den gesellschaftlichen Wandel hin zu einer nachhaltigeren Zukunft ermöglichen.“

Als führendes Unternehmen in der additiven Fertigung setzt Stratasys auf die Beschleunigung von Anwendungen. Andreas Langfeld, Präsident von Stratasys EMEA, erklärt: „Immer mehr kleine und große Unternehmen analysieren ihre BOM (Bill of Materials), um ausgewählte Produktkomponenten von der traditionellen auf die additive Fertigung umzustellen. Es gibt heute mehrere AM-Lösungen, die zertifizierte additive Fertigungsmöglichkeiten bieten und das Jahr 2020 hat gezeigt, dass immer mehr Kunden offen für einen Wechsel sind. Das nächste große Ding ist jetzt, und ich wünsche mir, dass viele Unternehmen da draußen die Effizienz steigern, die Kosten senken und den ökologischen Fußabdruck vergrößern, indem sie additive Fertigung im eigenen Haus anwenden.“ Viele haben behauptet, dass der 3D-Druck eine Verbesserung der Umweltbilanz mit sich bringen wird, da er bei der Produktion wenig Abfall erzeugt und dank der digitalen Fertigung die lokale Produktion fördert. Die Analyse der Umweltleistung des 3D-Drucks ist heute noch recht begrenzt. Ein Wandel hin zu einer nachhaltigen Fertigung ist mit der additiven Fertigung jedoch definitiv möglich (von der Beschaffung erneuerbarer Materialien über das Abfallmanagement bis hin zur Verbesserung der Recyclingfähigkeit), und 2021 ist ein guter Zeitpunkt, um damit zu beginnen.

Das New Raw in Amsterdam verwandelt Kunststoffabfälle dank 3D-Drucktechnologien in Stadtmöbel

Betrachten wir nun die Endnutzerseite, so wird deutlich, dass die additive Fertigung mit ihrer Fähigkeit, schnelle, lokale und nachhaltige Lösungen anzubieten, den Markt erobert hat. Anne Debauge, Digital Director Pack&Dev bei L’Oréal, sagte uns: „Ich war beeindruckt von der Geschwindigkeit des Einsatzes des 3D-Drucks bei der Herstellung von Gesichtsschutzschildern für unsere Ärzte und Einzelhändler, während die Lücken in der bestehenden Lieferkette überbrückt wurden. Die unschlagbare Agilität, gepaart mit einer nationalen Mobilisierung der 3D-Druck-Community, ermöglichte es uns, in dieser Zeit als Akteure aufzutreten.“ Was die Zukunft betrifft, so ist diese ökologische Dimension für L’Oréal wichtig, aber die additive Fertigung muss zunächst im industriellen Maßstab eingesetzt werden: Ziel ist es, sich auf eine Produktionsmethode verlassen zu können, die leicht wiederholbar, schnell und flexibel ist. Anne fasst zusammen: „Unser Wunsch ist es, im industriellen Maßstab 3D-Druck aus recycelten und wiederverwerteten lebensmittelechten Materialien durchzuführen, die den Bedürfnissen unserer Verbraucher entsprechen. Die Reife der Technologie entwickelt sich sehr schnell, aber es stehen noch nicht alle Ampeln auf Grün für einen breiten Einsatz.“

Was sind Ihre Neujahrswünsche im Bereich der additiven Fertigung für 2021? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook, Twitter LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

*Bildnachweis fürs Titelbild: Siemens

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