Klasse statt Masse
Wir sind verwöhnt von billiger Massenware. Durch die sehr niedrigen Produktionskosten der letzten Jahrzehnte, ist vielen nicht mehr bewusst welche großen Aufwände hinter einer industriellen Fertigung stehen können. Ein einfacher Kugelschreiber besteht aus ein paar Kunststoffteilen und einer Feder. Mit Kunststoff assoziieren wir mittlerweile oft (zu Unrecht) billige Massenware, der große Aufwand der produktionstechnisch jedoch hinter so einem Massenprodukt steckt ist vielen nicht bewusst.
Ein jedes Kunststoffteil in einem Kugelschreiber wird spritz-gegossen. Vereinfacht kann man den Prozess mit dem Gießen von heißem Pudding in Kunststoffformen vergleichen. Der Pudding ist flüssig solange er heiß ist, kühlt er dann in der Puddingform ab, übernimmt er diese und lässt sich verfestigt heraus kippen. Bei Kunststoff funktioniert das ähnlich, nur das dafür erstmals eigene Negativformen (wie die Puddingform) aus Metall entwickelt und dann erodiert bzw. gefräst werden müssen. Die Kosten dafür sind bei großen Stückzahlen machbar, in Europa wird es allerdings teurer. Und hier werden die Vorteile der generativen Fertigung deutlich.
Warum? 3D-Druck braucht keinen Formenbau!
Wie schon zuvor erklärt, werden bei vielen Fertigungsverfahren sogenannte Formwerkzeuge zum Gießen von Bauteilen benötigt, die sehr kostenintensiv sind. Und genau an dieser Hürde scheiterten bis jetzt sehr viele gute Ideen. Hier schlägt die Stunde der generativen Fertigung. Benötige ich nämlich nicht so große Losgrößen (Stückzahlen), kann sich die Fertigung mit 3D-Druckern schnell rechnen (natürlich auch abhängig vom gewählten Druckverfahren)
Warum ist das so? Ein sehr gewichtiger Faktor sind die fehlenden Werkzeug-Entwicklungszeiten. Bei einem Kunststoffspritzgusswerkzeug (quasi die Puddingform) müssen sehr viele Parameter berücksichtigt werden. Z.B. muss für die sogenannte Entformbarkeit gesorgt werden, dh, das Bauteil muss nach dem Herstellungsprozess auch wieder aus dem Werkzeug entnommen werden können (bei der Puddingform wird dies durch die schrägen Seitenflächen gewährleistet, bei Spritzguss Werkzeugen verhält es sich ähnlich). Dann haben unterschiedliche Hersteller unterschiedliche Maschinen zum Werkzeugbau zur Verfügung. So gibt es z.B. 3 Achsfräsen mit weniger Freiheitsgraden (quasi Richtungen in die gefräst werden kann) sowie 5-achsige Anlagen, die auch komplexere Formen zulassen. Je nach Hersteller können die Bauteilgeometrien bei gleicher Vorlage also sehr stark variieren, was den Entwicklungsprozess zusätzlich erschwert und letztendlich auch verteuert. Auch die Nacharbeitung von Hand spielt eine große Rolle.
Als Designer kann ich daher sehr gut verstehen, dass all diese ungewissen Faktoren immer wieder Bauchschmerzen bei meinen Auftraggebern verursachen, denn Produktentwicklung ist oftmals eine langwierige Angelegenheit, und daher auch mit Kosten verbunden. Entfällt dieser ganze Werkzeug-Entwicklungsaufwand und die Werkzeugherstellungskosten (zumindest vorerst), lassen sich Produktentwicklungszeiten (und dadurch Kosten) drastisch reduzieren. Als Industriedesigner mit viel CAD-Erfahrung bieten sich dadurch bei Projekten ganz neue Möglichkeiten, denn Ideen können rasch und unkompliziert von Designskizzen zunächst ins CAD übertragen werden, um diese dann auch sofort als 3D-Druckteil begutachten und austesten zu können. Und das sogar schon mit fast identen Festigkeitswerten wie beim finalen Bauteil! Die Möglichkeiten sind also riesig, und das waren bei Weitem noch nicht alle!
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