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Trends in der IT

3D-Druck

Peter Volz

Peter VolzPeter Volz hat an der FH Darmstadt Kunststofftechnik studiert. Als
Werksstudent ist er bei der Firma Spectra-Physics mit der Stereo-
lithographie in Kontakt gekommen. Mit Eröffnung der 3D-Sys-
tems-Niederlassung in Darmstadt ist Volz im Jahre 1992 als Appli-
kations-Ingenieur in diese Branche eingestiegen. Gemeinsam mit
drei ehemaligen Kollegen von 3D-Systems hat Volz Ende 1995 4D
Concepts gegründet.

 

 

4D Concepts

4D Concepts ist ein mittelständisches Unternehmen mit Firmensitz in Groß-Gerau. Das
Unternehmen wurde im Jahre 1995 von Rainer Neumann zusammen mit drei ehemaligen
Kollegen gegründet. Heute umfassen die Geschäftsfelder neben Design und Konstruktion
sowohl Rapid Prototyping als auch Dienstleistungen im konventionellen Modellbau bis
hin zur Herstellung von Kleinserien. Des Weiteren ist 4D Concepts im Vertrieb von Anla-
gen und Software tätig und fungiert im deutschsprachigen Raum als Vertriebspartner der
US-amerikanischen Z-Corporation. Zu den Abnehmern des Unternehmens zählen neben
namhaften Herstellern der Automobilindustrie auch Produzenten aus der Haushalts- und
Konsumgüterbranche, Elektronik, Medizintechnik, Maschinenbau und Architekturmodell-
bau.

 

 

Interview

Was gefällt Ihnen am besten bei der täglichen Arbeit mit 3D-Druck?
Vielfalt und spannende Anwendungen. Man hat mit nahezu allen Bereichen wie z. B. Architektur, Schuhindustrie, Automo­bilindustrie, Medizin oder Kunst zu tun. Außerdem sind alle Firmengrößen vertreten, vom Einmann-Privatanwender bis hin zum internationalen Konzern. Wir haben z. B. den Facharzt, der den 3D-Drucker als Hilfswerkzeug im Rahmen einer speziellen Behandlung einsetzt.

 

Können Sie den 3D-Druck im Allgemeinen definieren und beschreiben?
Zunächst waren die 3D-Drucker mehr tech­nologie- als anwendungsgetrieben. Diese Maschinen waren sehr teuer in der Investition und die Bedienung setzte ein großes Know-How voraus. Die heutigen 3D-Drucksysteme kamen erst Ende der 90er Jahre in die Branche. Sie sind relativ einfach in der Bedienung und relativ günstig. Im Allgemeinen ist ein 3D-Drucker eine Ausgabe-Einheit für einen 3D-Datensatz. Da der Begriff 3D-Druck sehr einfach und verständlich ist, wird er von fast allen Herstellern in der Branche mittlerweile als Oberbegriff für die Schichtbauverfahren eingesetzt, ohne die dahinterstehende Tech­nologie und die Möglichkeiten genauer zu beschreiben. Früher hatten wir eine Un­terteilung, die ich auch heute noch verwende. Dabei werden die Verfahren in folgenden Kategorien unterteilt.

  1. Die Concept-Modelling Systeme würde ich am ehesten als 3D-Drucker bezeichnen. Es handelt sich dabei um Einstiegssysteme im Bereich generative Verfahren und Modellerstellung. Es geht in der Regel darum, einfach und kostengünstig ein Geometriemodell in die Hand zu bekommen um am Modell Formfindung zu betreiben.
  2. Die Rapid Prototyping Systeme liegen in der Regel in einer ganz anderen Investitionsklasse und fokussieren die Fertigung eines Prototypen mit gewissen Eigenschaften – Toleranzen, Oberflächengüte, mechanische Eigenschaften etc.
  3. Und noch eine Stufe weiter gehen für mich die Rapid Manufacturing Systeme, bei denen versucht wird, die Vorteile dieser Verfahren auch für die werkzeuglose Fertigung einzusetzen. Der Investitionsaufwand ist gegenüber den vorherigen Systemen höher, daher sollte man noch genauer wissen, was man mit den Maschinen vorhat, um ein gutes Ergebnis zu erzielen.


Wohin – denken Sie – wird die technische Entwicklung zukünftig gehen? Ist eine bestimmte Technologie abzusehen, die sich durchsetzen wird?
Wenn man sich die Vielfalt der Technologien im Moment ansieht, so werden eher neue Technologien mit unterschiedlichen Ansätzen dazu kommen. Auf Seiten der Hersteller sucht man zum einen in dieser 3D-Drucker-Klasse nach Systemen, die massentauglich sind, zum anderen wird auf der High-End-Ebene nach Systemen gesucht, die in die Fertigung eingebunden werden können. Ich denke, dass momentan noch keine Systeme verfügbar sind, die massentauglich sind und das auch bei den High-End-Systemen für eine Serienfertigung noch einige technische Hürden zu nehmen sind.

Wenn 3D-Drucker ausgereift sind, würde dies ja auch dazu führen, dass man nur noch einen Bauplan kaufen muss und dann alles zuhause ausdrucken kann. Wie sehen Sie diese Entwicklung?
Im Moment ist das Thema 3D-Drucker sehr präsent und lebendig, was der ganzen Branche sehr gut tut. Aktuell ist es schwer abzuschätzen, wo die Reise hingeht. Momentan gibt es Systeme, die der ambitionierte Hobbyist bereits ab 1.000 Euro als Bausatz käuflich erwerben kann. Aber ich glaube nicht, dass sich diese Technologie durchsetzen wird, weil das dahintersteckende Verfahren relativ alt und limitiert ist. Andere Verfahren haben eine Spezialanwendung, so dass sie über absehbare Zeit ihr Nischensegment bedienen werden. Ein Beispiel wäre der Hörgerätebereich. Hier hat sich ein Verfahren etabliert, welches einen Werkstoff mit Zulassung zum Tragen auf der Haut verarbeiten kann. Da gibt es eine Technologie, die zur Herstellung von kundenorientierten Hörgeräten eingesetzt wird. Sie haben keine Standardgeometrie im Hörgerät, sondern eine auf Ihren Körper abgestimmte, was natürlich einen hervorragenden Tragekomfort bietet. Deswegen ist dieses Verfahren in diesem Bereich sehr gut positioniert. Für dieses schöne Szenario, wenn mein Knopf am Toaster defekt ist, lade ich den Bauplan herunter, drucke diesen aus und montiere ihn, sind noch einige Hürden zunehmen. Zum einen wird der Hersteller den Datensatz nicht publizieren und die Anschaffungskosten der derzeitigen 3D-Drucker sind bei weitem nicht vergleichbar mit herkömmlichen Tintenstrahldruckern. Weiterhin muss irgendjemand eine Gewährleistung für das gedruckte Bauteil übernehmen. Diesen Aspekt vergisst man heute leider bis zu einem gewissen Grade. Ich denke mit dem ganz günstigen Gerät für Heimanwender, da werden wir uns noch einen Moment gedulden müssen. Aber ich sehe durchaus, dass wir in dem 5.000 bis 10.000 Euro Bereich in absehbarer Zeit noch ein bisschen Technologiefortschritt sehen werden.

Ein anderes Problem ist in diesem Zuge das Urheberrecht. Welche Probleme sehen sie da?
Da wir selbst in der Entwicklung tätig sind und Ingenieurdienstleistungen anbieten, sehe ich diesbezüglich persönlich schon einen Regelungsbedarf. Jeder, der selbst etwas entwickelt und generiert und einen gewissen Aufwand und Arbeit in die Entwicklung investiert, wird da auf meiner Seite sein. Es ist keine schöne Sache, wenn die Idee eine Stunde später kopiert und vermarktet wird. In Bezug auf die 3D-Drucker sehe ich das aber relativ entspannt.

Man liest z. B., dass es der TU Wien gelungen ist, eine funktionierende Batterie zu drucken und dass in den USA geforscht wird, sogar lebendes Gewebe ausdrucken und damit Hautersatz produzieren zu können. Was meinen Sie hierzu?
Das sind ganz spezielle Randbereiche, mit dem sich Hochschulen oder spezialisierte Firmen auseinander setzen. Forschungen dieser Art gehen gegenüber übergreifenden Lösungsansätzen etwas schneller voran. Das Beispiel mit der Stammzellenforschung erachte ich im Moment als noch zu grob und bin skeptisch, ob das überhaupt mit Schichtbau funktionieren kann. Es gibt bereits Lizenznehmer, die sich im Bereich Medikamentenentwicklung betätigen. Diese versuchen, unterschiedliche Wirkstoffe in einem 3D-Drucksystem in einer Wirkkombination zusammen zu bringen. Da gibt es schon Ansätze, die wahrscheinlich für Spezialanwendungen durchaus eher mal eine Alternative sind.

Also kann man zusam­menfassen, der Technologie fehlt die Ge­­schwindigkeit und die Effi­zi­­enz, um in wenigen Jahren massentauglich einsetzbar zu werden.

Das wäre meine Einschätzung. Mit der Zeit wird sicherlich immer mehr gehen. Man wird die Qualität von Einstiegssystemen weiter steigern und dann muss man mal bewerten, wie viel Geräte da wirklich im privaten Bereich verwendet werden. Aktuell würde ich sagen, dass das B2B-Geschäft den Markt treibt. Hinter dem privaten Segment liegt sicherlich ein großes Potenzial. Das wird auch das Zukunftsmodell sein, was sich durchsetzen wird und was bis zu einem gewissen Grad auch Sinn macht.