Materialien für 3D-Druck

Die Fachgruppe Materialien für 3D-Druck verfolgt das Ziel, unterschiedliche Aktivitäten im Bereich der Materialien für additive Fertigung (auch unter Einbindung des THAT - Thüringer Zentrum für Additive Technologien) aufzubauen und langfristig in Thüringen zu etablieren. Hierbei sollen sowohl Anbieter additiver Verfahren als auch der wechselwirkenden Bereiche gebündelt und mit entsprechenden Interessenten aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammengeführt werden. Aus diesem Zusammenschluss heraus sollen perspektivisch neue regionale und überregionale Wertschöpfungsketten aufgebaut und vorhandene Potenziale der regionalen Wirtschaftsstruktur erschlossen werden.

Subtraktive Fertigungsverfahren (z.B. Drehen oder Fräsen) gehen durch das Abtragen immer einher mit Materialabfall. Dementsprechend können bis zu 90% der teuren Ausgangsmaterialien Produktionsabfälle sein. Die Aufbereitung dieser Abfälle ist zum Teil zeit- und kostenintensiv, da sie mit Schmiermitteln oder anderen prozessbedingten Verunreinigungen besetzt sein können. Im Gegensatz zu den subtraktiven Verfahren ermöglichen generative Fertigungsverfahren, wie das FDM oder das Lasersintern, mehr Freiheiten in der Topologieoptimierung. Es werden dadurch neue Geometrien ermöglicht, die bei geringerem Materialeinsatz durch erhöhte Stabilität gekennzeichnet sind. Neben geringerem Materialeinsatz werden auch notwendige Abfälle zum Teil stark reduziert. Zudem erlauben die additiven Verfahren die Fertigung von Bauteilen mit variablen Materialeigenschaften oder den Aufbau von ganz neuen Materialkombinationen. [1]

Mit generativen Verfahren können komplexe Fertigungsteile mit integrierten Funktionen bereits in geringsten Stückzahlen kostengünstig produziert werden. Durch Reduzierung der Bauteile, in dem andere Geometrien erzeugt werden können, wird die Endmontage auch erleichtert. Die Schnittstellen zur digitalen Produktion ermöglichen einen individuellen Zuschnitt und eine lokale Produktion. So kann das Werkstoffpotenzial z.B. bei Leichtbauteilen und Medizinprodukten effektiv ausgenutzt werden.

Hierfür ist aber ein koordiniertes Vorgehen wichtig, das die Akteure der Materialentwicklung/-produzenten, des (simulierten) Designs und der Fertigung zusammenbringt. Das ist ein wesentlicher Anspruch der Arbeitsgruppe „Materialien für 3D-Druck“.

[1] Quelle der Beschreibung: BMBF (2015): Vom Material zur Innovation, Seite 10. Digital verfügbar unter: https://www.bmbf.de/pub/Vom_Material_zur_Innovation.pdf; abgerufen am 01.08.2017