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Vor wenigen Jahren erschien der 3D-Druck selbst für industrielle Anwendungen nur als weit entfernter Traum. Zu dieser Zeit kam der 3D-Druck sogar in der Prototypenentwicklung nur äußerst selten zum Einsatz. Doch das hat sich mittlerweile geändert und der 3D-Druck findet sich mehr und mehr im täglichen Leben wieder. Von Gehäusen für Elektronikgeräte bis hin zu vielen interessanten DIY-Projekten – der 3D-Druck ist für professionelle Produktdesigner und Hobbybastler bei vielen Anwendungen zur ersten Wahl geworden.
Welche Vorteile bietet der 3D-Druck im Konsumgüterbereich?
Leichte individuelle Anpassung
Der 3D-Druck erleichtert die individualisierte Produktion erheblich. Wollte man früher zum Beispiel passgenaue Kopfhörer haben, so musste man eine sehr teure und zeitaufwändige Sonderanfertigung machen lassen. Das ganze wird noch komplizierter, wenn die Kopfhörer für jedes Ohr einzeln angepasst werden sollen. Hier ist der 3D-Druck die mit Abstand beste Lösung. Das gilt nicht nur für Kopfhörer, sonder lässt sich auch auf viele andere Wearables wie Uhren, Schuhe usw. übertragen.
Rapid Prototyping
Wenn Schmuckdesigner vor der Produktion prüfen wollen, wie ihre Designs am Ende aussehen werden, können sie dies mit Hilfe des 3D-Drucks problemlos machen. Damit lassen sich Prototypen für 1/20stel der Kosten des endgültigen Produkts entwerfen und herstellen. Gleiches gilt für alle anderen Konsumgüter, von PET-Flaschen bis hin zu teurem Schmuck. Günstige 3D-Druckverfahren wie FDM eignen sich hervorragend für die effiziente Fertigung von Prototypen und 3D-Druckverfahren wie SLA können Teile mit einer sehr hohen Auflösung herstellen.
3D-Druck für Konsumgüter
Die Anwendungen der Additiven Fertigung für Konsumgüter lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen:
Kommerzieller Einsatz des 3D-Drucks
In diesem Segment erwirbt der Kunde ein mittels 3D-Druck hergestelltes Produkt, ohne sich mit den Details des Herstellungsvorgangs auseinanderzusetzen. Das bedeutet, dass der Kunde das Produkt nicht Schritt für Schritt selbst erstellt, sondern ein bereits im Sortiment vorhandenes Produkt kauft. Es gibt bereits viele Beispiele für diesen Bereich.
3D-gedruckte Brillen
Der Kanadische Brillenhersteller Specsy setzt den 3D-Druck erfolgreich für Anwendungen in der Augenoptik-Branche ein. Ihre KI-gestützte App scannt das Gesicht des Kunden und passt die gewählte Brille genau an die individuellen Maße und Wünsche des Kunden an. Hierfür setzt der Hersteller auf SLS 3D-Druck, ein ideales Verfahren zur Umsetzung komplizierter Designs. Anschließend müssen nur noch die verschiedenen Komponenten zusammengebaut und die fertige Brille an den Kunden ausgeliefert werden.
3D-gedruckte Zahnschienen (Aligner)
Das Teledentist Start-Up SmileDirectClub mit Sitz in den USA produziert in Kooperation mit HP sogenannte Aligner, durchsichtige Zahnschienen aus Kunststoff. Diese werden mit Hilfe einer 3D-gedruckten Form der genauen Zahnausrichtung des Kunden hergestellt. Zu Beginn erhält jeder Kunde ein Kit zur Herstellung eines Abdrucks (das “Home Impression Kit”), der dann zusammen mit digitalen Fotos an das Unternehmen zurückgeschickt wird.
Die Multi Jet Fusion 3D-Drucksysteme von HP drucken dann mit Hilfe dieser Daten genau die passende Zahnausrichtung, die für den jeweiligen Kunden benötigt wird. Die Zahnschiene wird dann auf Grundlage dieser Informationen hergestellt.
3D-gedruckte Einlagen
Die berühmte Schuhmarke Dr. Scholl’s setzt die Additive Fertigung zur Herstellung ihrer individuell anpassbaren Schuheinlagen ein. Die Kooperation mit dem Hochtechnologie-Unternehmen Wiiv nutzt hierfür die Smartphone-App Wiivv fit, die den Fuß des Kunden scannt und mit mindestens 400 Punkten abbildet, um die exakte Form und Größe des Fußes festzustellen.
Anschließend werden die individuell angepassten Einlagen gedruckt und an den Kunden ausgeliefert. Zur kostengünstigen und effizienten individualisierten Produktion der Einlagen setzt das Unternehmen auf den FDM 3D-Druck.
3D-gedruckte Mascarabürste
Das Mode- und Kosmetikunternehmen Chanel setzt das SLS 3D-Druckverfahren zur Serienfertigung von Mascarabürsten ein, die hinsichtlich Design und Funktionalität einzigartig sind. Die Additiven Fertigung ermöglichte dem Unternehmen im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprozesses hunderte verschiedene Design-Iterationen durchzuführen.
Das Alleinstellungsmerkmal dieser Mascarabürste liegt in kleinen Mikro-Hohlräumen, die eine verbesserte Mascara-Aufnahme ermöglichen und somit ständiges Wiedereintauchen der Bürste unnötig machen. Die körnige Oberfläche der einzelnen Borsten sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Mascara auf den Wimpern.
3D-gedruckte Rasierer
Die weltweit bekannte Marke Gillette setzt das SLA 3D-Druckverfahren zur Herstellung der Griffe ihrer Rasierer ein. So können die Rasierer an die individuellen Kundenwünsche angepasst werden, um ihnen ein optimales Nutzer-Erlebnis und eine hervorragende Beständigkeit im täglichen Gebrauch zu bieten.
3D-gedruckte Fahrradteile
Reynolds Technology Ltd hat in Kooperation mit Renishaw PLC aus optimierten 3D-Druckteilen einen Fahrradrahmen aus Edelstahl gebaut. Außerdem konnten sie den Metall-3D-Druck nutzen, um Fahrradrahmen und Ausfallende (Aufnahmen für die Achse der Fahrradnabe) aus Titan herzustellen. Dank der additiven Fertigung konnten sie viele verschiedene Entwürfe ausprobieren und haben sich schließlich für ein hohles Design entschieden, das ein deutlich niedrigeres Gewicht möglich macht.
3D-gedruckte Fahrradhelme
Das Start-Up Hexr helmets mit Sitz in London setzt zur Herstellung ihrer Fahrradhelme ebenfalls auf Additive Fertigung. Das Design der Helme basiert auf einer Wabenstruktur und kann daher für jeden einzelnen Kunden individuell auf die jeweilige Kopfgröße und Kopfform angepasst werden.
Dank des eingesetzten Polyamidwerkstoffs und des verwendeten SLS-3D-Druckverfahrens sind die Helme besonders leicht und gehören zu den widerstandsfähigsten Helmen.
Verbraucher nutzen 3D-Drucker für den Eigenbedarf
In diesem Abschnitt geht es darum, wie Verbraucher den 3D-Druck selbst einsetzen können (z.B. mit 3D-Druckern für Zuhause).
Desktop 3D-Druck
Neben den teuren industriellen 3D-Drucksystemen gibt es auch günstige und effiziente 3D-Drucker, die sich vor allem an Heim- und Hobbyanwender sowie kleinere Entwickler-Gruppen richten. Die günstigsten FDM 3D-Drucker sind schon ab 200 € erhältlich und bieten bereits enormes Potential für die Umsetzung innovativer Ideen oder die individuelle Anpassung von Produkten.
Desktop SLA 3D-Drucker sind ebenfalls erhältlich, jedoch sind diese meist deutlich teurer. Alles, was die Anwender für den 3D-Druck benötigen, ist ein wenig Design-Wissen und Tipps zum Umgang mit dem Drucker.
3D-Druck Modell aus einem digitalen Katalog
Man muss nicht unbedingt schon über gutes Design-Vorwissen verfügen, um etwas mit einem 3D-Drucker herstellen zu können. Eine gute Internetverbindung genügt bereits. So kann man Modelle bereits bestehender Designs einfach herunterladen und die Anleitung Schritt für Schritt befolgen. Im Internet findet man viele verschiedene Modelle für einfache Alltagsgegenstände wie z.B. den oben abgebildeten Flaschenhalter oder Blumenvasen, Smartphone-Hüllen usw.
Fazit
Der 3D-Druck vereinfacht komplexe Produktionsabläufe erheblich und macht sie so für den Kunden verständlicher und zugänglicher. Die Additive Fertigung eröffnet enorme Innovationsmöglichkeiten, sowohl für alltägliche Produkte, die man direkt kaufen kann, als auch für selbst entwickelte und hergestellte Gegenstände.
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