Vom Auto bis hin zum Gebäude
Mehr und nachhaltiger produzieren mit weniger Materialeinsatz – dieses Ziel treibt die gesamte Industrie: Ob im Automobil- oder Maschinenbau, bei architektonischen Stahlkonstruktionen oder der Entwicklung ebenso leichter wie stabiler Prothesen – überall setzen Controller und Designer gleichermassen auf den 3D-Druck. „Die Technik verspricht immense Kosten- und Effizienzvorteile“, sagt Claudio Dalle Donne, Chef des Forschungsbereichs Metallische Technologien und Oberflächentechnik bei Airbus Group. Schliess-lich bleibe bei so manchem Bauteil in der traditionellen Fertigung nach dem Bearbeiten nur noch zehn Prozent des Rohlings übrig. Der Rest ist Verschnitt – mitunter sogar extrem teurer Verschnitt.
Denn manche Werkstücke lassen sich in traditioneller Fertigung nur mit extremem Kostenaufwand bearbeiten. Einzelne Turbinenteile beispielsweise. Sie bestehen aus hoch widerstandsfähigen Legierungen, weil sie mehr als 2’000 Grad Hitze ausgesetzt sind. Diese Bauteile herzustellen geht gleich doppelt ins Geld. Schon die Rohlinge sind extrem teuer, und der Verschnitt schmerzt somit erst recht. Und dann benötigen die Konstrukteure auch noch teure Spezialmaschinen, um die Metalle überhaupt in Form bringen zu können.
Beim Bau von Leichtbaustreben haben die Airbus-Experten den menschlichen Körper kopiert: So wie in stark belasteten Knochen oft nur ein Netz aus Streben für Stabilität sorgt, haben die Forscher auch bei den Flugzeugbauteilen überall dort auf Metall verzichtet, wo es keine tragende Funktion hat. Abgesehen von einem stabilisierenden, schwammartigen Geflecht aus Metall, sind die Streben innen hohl. „Mit traditionellen Verfahren wäre so etwas undenkbar“, sagt der Airbus-Ingenieur.
In Zukunft soll additive Fertigung von technischen Bauteilen bei Airbus zum Standard werden: In der Produktion von Stützen, Streben oder Montagewinkeln – für Hubschrauber, Satelliten oder Flugzeuge. Die Kunden können das kaum erwarten. Denn sind die Bauteile ihrer Maschinen leichter, können die Airlines ihre Kosten senken. Pro eingespartem Kilo fallen im Jahr rund 3’000 Dollar Treibstoffkosten weniger an. Zugleich sinkt der CO2-Ausstoss.
Verdoppelung der weltweiten Umsätze mit 3D-Druck bis 2020
Den Prognosen der Marktforschungsfirma IDC zufolge werden die weltweiten Ausgaben zum 3D-Druck bis 2020 auf 35,4 Milliarden US-Dollar steigen. Der weltweite Umsatz mit 3D-Druckern und 3D-Druck-Dienstleistungen würde sich damit in den kommenden 4 Jahren verdoppeln.