Vielzahl an Materialien: Drucken in drei Dimensionen

Was man landläufig als 3-D-Druck kennt, sind eigentlich verschiedene Verfahren, denen nur eines gemein ist: Dreidimensionale Objekte werden schichtweise aufgebaut. Dafür gibt es eine Vielzahl Materialien.

Was man landläufig als 3-D-Druck kennt, sind eigentlich verschiedene Verfahren, denen nur eines gemein ist: Dreidimensionale Objekte werden schichtweise aufgebaut. Inzwischen gibt es eine Vielzahl von Materialien, die speziell dafür hergestellt werden, darunter auch verschiedene Metalle oder keramische Werkstoffe. Das Hauptanwendungsgebiet für additive Fertigung sind nach wie vor Prototypen. Aber mehr und mehr Industrien nutzen diese Technik. Die Luftfahrtindustrie ist dafür ein idealer Kunde. Denn die Stückzahlen sind hier nicht so hoch wie etwa bei der Autoproduktion, außerdem lassen sich mit 3-D-Druck auch komplexe Bauteile fertigen oder solche, die nach den Wünschen der Kunden individuell gestaltet werden. "Umso komplexer ein Teil ist", sagt Jurgen Laudus vom belgischen 3-D-Druck-Spezialisten Materialise, "desto besser eignet es sich für 3 D". Basis des Drucks bei der deutschen Firma Hasenauer & Hesser ist ein feines Polyamid-Pulver. Infrarot-Heizelemente erzeugen im Bauraum des Druckers eine Temperatur von circa 170 Grad. Ein Laserstrahl schmilzt das Pulver Schicht um Schicht an bestimmten Stellen. "So können auch überhängende Strukturen, Hohlräume und Brücken hergestellt werden", sagt Hesser. Das Verfahren nennt sich Laser-Sintern. Einige Hundert Schichten, in der Summe mehr als einen halben Meter dick, lassen sich in den Maschinen der Firma sintern. Ein Druck kann mehrere Stunden dauern. Am Ende entsteht ein Block aus festen Teilen und Pulver. "2014 haben wir 14 Tonnen Pulver verarbeitet." Ein Kilo kostet laut Liste 60 Euro. Nach dem Druck muss der Block einige Stunden abkühlen, dann wird das Pulver entfernt und die Oberfläche der festen Teile mit winzigen Glasperlen gestrahlt. Das dient nicht bloß der Schönheit. Wie die Oberfläche beschaffen ist, wirkt sich auch auf die Festigkeit eines Bauteils aus. Andere Drucker spritzen winzige Mengen an Rohmaterial Schicht für Schicht in den Bauraum. An den Materialien wie an den Fertigungsprozessen muss die Industrie noch arbeiten. Die Kunden wünschen sich zum Beispiel Maschinen, in denen sich auch größere Bauteile in einem Rutsch herstellen lassen. Eine der interessantesten Neuentwicklungen in der jüngeren Zeit hat der US-Druckerspezialist HP vor Kurzem vorgestellt. Ihr 3-D-Drucker arbeitet mit Kunststoff, der durch Zugabe von Zusatzstoffen verschiedene Eigenschaften annehmen kann, verschiedene Farben etwa, aber auch, ob er biegsam oder hart ist.