Knockout schon in Runde eins? Ring frei für den Kampf der 3D-Druckverfahren!

Willkommen zu einem Kampf der Extraklasse, bei dem es um nicht weniger als den Titel „Weltmeister Industrieller 3D-Druck” geht ”. In der einen Ecke: der Extrusionsdruck (FFF – Fused Filament Fabrication und FGF – Fused Granulate Fabrication) – vertreten durch „Doc Medeiros”; den Brasilianer Thiago Medeiros Araujo – bekannt für seinen leidenschaftlichen, temperamentvollen Kampfstil. Und in der gegenüberliegenden Ecke: der Pulverdruck – vertreten durch „Doc Rechberger”; den Deutschen Marcus Rechberger, bekannt für seinen extrem ausdauernden Kampfstil. Der Kampf geht über sechs Runden …

Gewinner ist, wer nach diesen sechs Runden die meisten Punkte in den Kategorien Designfreiheit, Festigkeit, Funktionalität, Produktivität, Oberfläche sowie Nachhaltigkeit für sich verbuchen kann. Oder – ganz einfach – wer seinen Gegner durch einen technischen Knockout auf den Boden der Tatsachen schickt. Ring frei:

Runde 1 im Kampf der 3D-Druckverfahren: Es geht um Designfreiheit.

Rechberger holt aus:

• Pulverdruck bietet mir die Möglichkeit, jede Geometrie zu drucken, die ich mir überhaupt vorstellen kann. Ich kann komplett neue Produkte fertigen.
• Ich kann Strukturen in Materialien eindrucken und so digitale Materialeigenschaften schaffen. Bestes Beispiel: der Orthopädiebereich. Hier kann ich einen Fuß-Scan direkt in eine Datei umwandeln, die mittels eines 3D-Druckers als maßgeschneiderte Sohle ausgedruckt wird. Das ist mein Schlüssel für völlige Designfreiheit in der digitalen Lieferkette.
• Ich kann bislang ungenutzte Einsparungspotentiale realisieren. Bestes Beispiel: Ein Bauteil für eine Waschmaschine. Sowohl bei kleineren Stückzahlen zu Beginn der Serienproduktion als auch beim Herunterfahren der Produktion oder in puncto Ersatzteilversorgung – der Pulverdruck ermöglicht hier die kostengünstige Teile-Fertigung. Auch wenn die Fertigung ursprünglich im Rahmen eines anderen Verfahrens – zum Beispiel Spritzgießen – angedacht war. Der Pulverdruck bietet mir hier Designfreiheit, wo ich eigentlich gar keine Designfreiheit habe.
  
  

Araujo kontert massiv:

• Extrusionsdruck bietet mir die Möglichkeit mit Hohlräumen zu arbeiten. Das spart gut und gerne mal 40 Prozent Material und jede Menge Zeit. Kurz: Extrusionsdruck erhöht die Produktivität des industriellen 3D-Drucks enorm.
• Mit LUVOCOM 3F kann optimierte Strukturen drucken, ohne dass ich dafür während des Druckvorgangs eine zusätzliche Stütze brauche.

Runde 2 im Kampf der 3D-Druckverfahren: Jetzt kommt es auf Festigkeit an. 

Der Brasilianer geht in die Offensive:

• Die Festigkeit ist mit Sicherheit einer der größten Vorteile des Extrusionsdrucks.
• Extrusionsdruck bietet mir – aufgrund der Extrusionstechnologie – die höchste Flexibilität bei meiner Materialauswahl.
• Ich kann Materialentwicklungen nutzen, die im gedruckten Produkt eine identische Porosität (2 Prozent) ausweisen wie Produkte, die mittels Spritzgießen hergestellt wurden.

 Der Deutsche jetzt passiv:

• Die Festigkeit ist sicherlich ein Schwachpunkt beim Pulverdruck, einfach weil ich mit einem feinen Pulver arbeite. Ich kann bei der Materialentwicklung jedoch Stäbchen/Fasern einmischen, die eine deutliche Verstärkungswirkung haben und eine sehr gute Isotropie bewirken. Aber Achtung: die sonst übliche Salt&Pepper-Lösung – ein Dry-Blend aus Pulver und Faser – ist dabei aus verschiedenen Gründen unzulässig.

Runde 3 im Kampf der 3D-Druckverfahren: Wer kann in puncto Funktionalität am besten punkten? 

Markus Rechberger greift wieder an:

• Ich kann im Pulverdruck auch hochkomplexe Funktionalitäten mit maximalen Sicherheitsanforderungen realisieren. Bestes Beispiel: Die „Haut” für einen Operationsroboter – eine extrem dünne Schicht, unter der ein Sensor jede noch so feine Berührung registriert und die Bewegung sofort zum Stillstand bringt. Mehr Anforderungen an Zuverlässigkeit und eine gewisse Authentizität kann man kaum stellen.
• Ich kann mit dem Pulverdruck in puncto Funktionalität auch ganz klar Spritzgießmaterialien ersetzen. Vor allem, wenn es um kleine Stückzahlen oder Ersatzteile geht.
• Ich kann – mit dem entsprechenden Know-how wie wir es haben – im Pulverdruck ebenso schweißbare Zwischenprodukte anfertigen wie im Spritzgießen.

Thiago Medeiros Araujo kann sich klar behaupten:

• Funktionalität ist sicher eine große Herausforderung für den Extrusionsdruck, aber dennoch punkten wir auch hier ganz klar – zum Beispiel mit einer geometrischen Genauigkeit von 0,32 Millimetern (für FFF).
• Ich kann den 3D-Drucker auch im Büro laufen lassen – die Emissions-Grenzwerte für flüchtige Bestandteilen, Chemikalien oder Partikel werden deutlich unterschritten.
• Ich kann im Extrusionsdruck Materialien verwenden, die auch den härtesten Tests in puncto Flammschutz standhalten. Damit ist der Filamentdruck ideal für den gesamten Mobilitätsbereich geeignet – vom Bus bis zur Eisenbahn.
• Ich kann auch die anspruchsvollsten Flammschutz-Tests mit einer Materialdicke von nur 0,4 Millimetern bestehen. Das sind die besten Werte der Branche, die auch oft von Produkten, die im Spritzgießverfahren hergestellt werden, einfach nicht erreicht werden.

Runde 4 im Kampf der 3D-Druckverfahren: Produktivität zählt!

 Doc Araujo zündet ein wahres Feuerwerk:

• Ich kann im Extrusionsdruck bei Bedarf locker sechseinhalb Meter lange Platten drucken.
• Ich kann mit den neuesten Maschinengeneration bis zu 100 Kilogramm pro Stunde drucken.
• Ich kann die Drucker perfekt in eine vollautomatisierte Logistikkette einbinden, die 24/7 arbeitet.
• Ich kann viele Drucker optimal zu einer Druckfarm zusammenschließen.

Doc Rechberger kontert mit vollem Einsatz:

• Beim Pulverdruck kann ich den Pulver-Raum bis zum Kragen voll packen und muss nicht – wie beim Filamentdruck – auf einer Platte drucken.
• Ich kann richtig großvolumige Maschinen – mit zum Beispiel 8 Tonnen Eigengewicht oder auch für große Teile wie zum Beispiel Stoßfänger – einsetzen.
• Durch den Zusammenschluss zu Druckerfarmen kann ich – bei gleichbleibender Investitionshöhe – mein Bauvolumen vervielfachen und zum Beispiel verschiedene Pulver mit zum Beispiel auch verschiedenen Farben für verschiedene Bauteile einsetzen.
• Durch das Einbringen meiner fachlichen Expertise kann ich dabei etwaige Verarbeitungsprobleme infolge einer Anlagenvergrößerung verhindern.

Runde 5 im Kampf der 3D-Druckverfahren: Bringt die Oberfläche die vorzeitige Entscheidung?

Rechberger dominiert:

• Oberflächenanmutung/-qualität ist eine klare Pulverdruck-Domäne. Die ist schon nach dem 3D-Druck extrem gut und ist durch anschließende Verfahren nochmals steigerbar. So, dass selbst Experten nicht sagen können, in welchem Verfahren ein Teil hergestellt wurde.
• Ich kann im Pulverdruck zum Beispiel sogar die Rauigkeit von Leder beziehungsweise Ledernarben nachbilden.

Araujo kann sich dank Farbe behaupten:

• Im Extrusionsdruck kann ich die Oberflächenqualität/Homogenität der Schichten durch Zusatzstoffe deutlich verbessern.
• Ich kann Teile in meiner Wunschfarbe drucken. Das spart die sonst häufig nachträglich notwendige Lackierung – und damit auch die oftmals notwendige Neu-Zertifizierung (zum Beispiel für den Flammschutz) – ein.
• Ich kann auch carbonfaserverstärkte Teile – die üblicherweise immer schwarz sind – in Farbe drucken.

6. und letzte Runde im Kampf der 3D-Druckverfahren: Natürlich die Nachhaltigkeit!

Markus Rechberger nochmal stark:

• Alle Lehvoss-Pulverdruckmaterialien sind zu 100 Prozent wiederverwendbar. Anders gesagt: Das Pulver, das nicht gedruckt wird, kann ich 1:1 wieder in den Pulver-Raum einfüllen und erneut einsetzen.
• Und dennoch gilt – und zwar sowohl für Pulverdruck als auch für Extrusionsdruck: 3D-Druck ist – per se – nicht nachhaltig. Ich muss mich immer fragen: „Wo macht es Sinn?” beziehungsweise mir sagen: „Think, before you print!”

 Thiago Medeiros Araujo genauso:

• Eine weitere überragende Stärke des Extrusionsdrucks ist, dass ich sehr genau weiß, wo ich das Material auftrage. Das bedeutet, dass ein Abschöpfen von Material in der Regel nicht notwendig ist. Und selbst wenn, bewege ich mich in einem Bereich von 2 Prozent.
• Bei der Herstellung von Laminierformen – zum Beispiel für Orthesen – entstehen praktisch keine Produktionsabfälle/Reststoffanteile, beschränkt sich der Materialeinsatz ausschließlich auf das zu fertigende Werkzeug und ist die Kontamination der Umgebung praktisch ausgeschlossen.
• Ich kann in puncto Materialauswahl zwischen zahlreichen Rezyklaten wählen.

Fazit: Pulverdruck und Extrusionsdruck punkten unterschiedlich stark.

Gewinner nach Punkten ist … der Fertiger! Er kann nach eigenem Ermessen das 3D-Druckverfahren auswählen, das für sein Lastenhaft am sinnvollsten geeignet ist. Wir von LEHVOSS bieten ihm dafür a) die anwendungstechnische Beratung und b) die qualifizierten Materialien, die er braucht – ganz gleich, wo er auf der Welt produzieren möchte. Und vor allem bieten wir ihm auch die passenden Sparringspartner, um in puncto 3D-Druckverfahren rundum richtig fit zu werden: Doc Medeiros und Doc Rechberger – auch bekannt als „The Enablers”. Beides wahre Kämpfer, wenn es darum geht, bislang im 3D-Druckverfahren unmögliches möglich zu machen. Jeder auf seine Art beziehungsweise mit seiner Technologie, aber immer mit der sicheren LEHVOSS-Deckung im Rücken.