Materie in Freiform

Neue 3D-Drucker und 3D-Scanner

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Wer sich für den aktuellen Stand der Technik bei additiven Fertigungsverfahren interessiert, kommt um die Euromold nicht herum – auf dieser Messe treffen alljährlich die großen 3D-Drucker-Hersteller auf Start-ups und Newcomer.

Für 3D-Profis und -Enthusiasten ist die Euromold wie vorgezogenes Weihnachten: Auf der „Weltmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung“ dreht sich alles um 3D-Druck und additive Fertigungsverfahren.

Plötzlich populär

Bis vor ein paar Jahren ging es auf der Euromold und beim 3D-Druck überhaupt noch ruhig zu: Nur wenige Firmen weltweit entwickelten Maschinen für Rapid Prototyping in der Industrie, die Anwendungsgebiete beschränkten sich im Wesentlichen auf Anschauungsmodelle für den Entwicklungsprozess. Außer den damit befassten Profis wusste kaum jemand etwas über die Technik und ihre Möglichkeiten.

Video: 3D-Scanner auf der Euromold 2014

Das änderte sich mit den ersten Bausätzen für 3D-Drucker, durch die das Thema in die Schlagzeilen geriet, wie sich Andy Middleton im Hintergrundgespräch mit c’t erinnert. Heute stellt der EMEA-General-Manager des 3D-Drucker-Konzerns Stratasys fest: „Es besteht Beratungsbedarf. Die Industrie will wissen, wie sie 3D-Druck gewinnbringend in ihre Produktion einbauen kann.“ Als Beispiel nannte Middleton die Klapptische an Flugzeugsitzen – die kann man im 3D-Druck aus einem Stück fertigen und ihren Kern dennoch als gewichtssparende Wabenstruktur mit viel Hohlraum gestalten.

Stratasys hat nicht nur sein Angebot an Dienstleistungen in dieser Richtung erweitert. In der neuen deutschen Firmenzentrale bei Baden-Baden will das Unternehmen in Kürze ein eigenes Schulungszentrum für Kunden eröffnen – und später auch für weitere Interessenten, etwa Schulen. Auch der auf Laser-Sinteranlagen spezialisierte deutsche Hersteller EOS setzt verstärkt auf Services, die von der Beratung über technische Dienstleistung bis zum Qualitätsmanagement reichen.

Als Pionier-Startup des 3D-Drucks brachte die Firma MakerBot 2009 einen der ersten Bausätze auf den Markt [1]; seit 2013 gehört MakerBot zu Stratasys. Wie der Mutterkonzern hat auch die Tochter eher den Gesamtkontext als die einzelne Maschine im Blick: Bei MakerBot gab das sogenannte Innovation Center auf der Messe seine Europa-Premiere. Dabei handelt es sich um eine Server-Anwendung für Organisationen, die viele (MakerBot-)3D-Drucker im Netz verknüpft haben. Über das Innovation Center lassen sich die Geräte zentral mit Aufträgen beschicken und kontrollieren, um die Auslastung zu optimieren.

Neue Materialität

War in den vergangenen Jahren der Fortschritt beim 3D-Druck vor allem an neuen Maschinen zu verfolgen, ging es diesmal mehr um neues Material – schließlich ist das für die Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks oft entscheidender als ein innovatives Fertigungsverfahren oder eine noch größere und noch schnellere Maschine. Die Firma Lithoz aus Wien zum Beispiel ist auf den Druck technischer Keramik spezialisiert. Damit lassen sich etwa die Kühlkanäle im Inneren von Turbinenschaufeln für Flugzeugtriebwerke als Negativmodell formen. Über diesen Kern kann der flüssige Stahl gegossen und die Keramik anschließend ausgewaschen werden; herkömmliche Verfahren brauchen hier mindestes einen zusätzlichen Abformprozess.

Der deutsche Hersteller Envisiontec konzentriert sich auf Maschinen, die flüssige Kunststoffe mit Licht aushärten. Auf diese Weise lassen sich besonders feine Formen für Prothesen oder Zahnersatz herstellen. Auf der Messe konnte man Probestücke aus den neuen Materialien ABS Flex für elastische Bauteile und RC70 oder RC90 mit besonders hoher Oberflächenqualität bestaunen. Der Vorreiter der günstigen UV-Licht-3D-Drucker, die MIT-Ausgründung Formlabs, zeigte zwar kein neues Gerät, aber neues Material: einen gummiartigen Stoff für flexible Teile sowie ein rückstandslos verbrennbares Material, das für Urmodelle von Schmuckstücken geeignet ist, die aus Metall in verlorene Formen gegossen werden.

Auch 3D Systems hat seine Materialpalette um fünf neue Kunststoffe speziell für den kompakten ProJet 1200 [2] erweitert. Der ist mit seinem Bauraum von lediglich 43 mm × 27 mm × 180 mm vor allem für Zahntechniklabore und Juweliere interessant. Doch obwohl diese beiden Zielgruppen eigentlich technisch etwas sehr Ähnliches machen – Urmodelle herstellen und abgießen – gehen sie dennoch so unterschiedlich vor, dass sie eigene Ansprüche an Materialen hätten, erfuhren wir am Stand von 3D Systems. Dem soll die erweiterte Materialauswahl Rechnung tragen.

Schmelzen und schichten

Bei den FDM-Maschinen, die nach dem Schmelzschichtungsverfahren mit thermoplastischem Kunststoff arbeiten und aus deren Reihen praktisch alle 3D-Drucker für Privatanwender stammen, fiel in diesem Jahr der Trend zu besonders großem Bauraum auf: Der BigRep One.2 aus Berlin zum Beispiel baut Objekte bis zu einem Volumen von 1,3 Kubikmetern aus einem Stück. Der X1000 der German RepRap GmbH druckt Objekte bis zu einem Volumen von 100 cm × 80 cm × 60 cm und 100 Kilogramm Gewicht. Solche Schwerarbeiter unter den 3D-Druckern gibt es zwar schon, bisher jedoch nur von etablierten Herstellern von Industrie-Investitionsgütern wie Stratasys. Der BigRep und der X1000 stammen dagegen aus dem Umfeld der billigen 3D-Drucker von und für Bastler. Mit gemäßigt fünfstelligen Preisen und mehreren Hundert Kilogramm Eigengewicht richten sich die beiden Kaventsmänner allerdings klar an professionelle Werkstätten und Anwender.

Doch auch für die privaten Enthusiasten gab es auf der Messe wieder einiges an internationalen Druckspezialitäten zu entdecken: etwa einen kompakten chinesischen Drucker mit dem skurrilen Namen „Einstart“, der Objekte bis zu 16 Zentimetern Größe in jeder Richtung aus dem Kunststoff PLA druckt. Bemerkenswert war auch das polnische Modell Zmorph 2.0.S mit Metallchassis und elf Wechselköpfen für verschiedene Materialien – darunter einem für Teig und Schokolade. Der speziell auf Einsteiger zugeschnittene 500-Euro-Bausatz Prusa i3 Hephestos des spanischen Herstellers Bq druckt immerhin bis zu einer Größe von 21,5 cm × 21 cm × 18 cm. Interessant sieht auch die Up Box des chinesischen Herstellers TierTime aus; deren kleineres Modell Up Mini ist derzeit für 500 Euro bei Tchibo im Angebot.

Auf der Euromold gab es weitere neue 3D-Drucker zu sehen – zwei Online-Bilderstrecken, die Sie über den c’t-Link erreichen, stellen diverse Exemplare ausführlich vor und verlinken zu den Webseiten der Hersteller. Einige 3D-Drucker und -Scanner haben wir vor Ort live gefilmt; der c’t-Link führt Sie auch zu diesen Videos.

3D-Scanner

Plastische Ganzfigurenporträts realer Menschen bevölkerten dieses Jahr auch die Euromold. Die Firma Botspot aus Berlin hatte ihren Fotogrammetrie-3D-Scanner prominent im Foyer der Messehalle aufgebaut [3]. Alle Spiegelreflexkameras im Inneren der Kabine werden auf Knopfdruck gleichzeitig ausgelöst, weshalb man sich auch in expressiven Posen dreidimensional einfangen und anschließend im 3D-Druck verewigen lassen kann.

Die Handscanner des luxemburgischen Herstellers Artec arbeiten nach einem anderen Prinzip: Bis zu 16 Mal pro Sekunde beleuchtet eine Reihe von Blitzbirnen das Objekt und projiziert dabei ein spezielles Linienmuster, das durch die Objektform verzerrt wird, was wiederum eine Kamera im Scanner aufnimmt. Aus den Einzelaufnahmen berechnet eine Software dann simultan die Bewegung des Scanners durch den Raum sowie die dreidimensionale Form des Objekts.

In seine Shapify hat Artec vier seiner Scanner vom neu entwickelten Typ L2 Booth eingebaut. So muss man in der Scan-Kabine nur noch rund 10 Sekunden stillhalten. Die Software ist eine Eigenentwicklung der Firma auf Basis des hauseigenen SDK. Sie soll die 3D-Dateien vollautomatisch aufbereiten, sodass auch Verkaufspersonal ohne tiefere technische Kenntnisse die Scan-Kabine bedienen kann. Das Gerät kostet 180 000 US-Dollar, Interessenten können es aber auch direkt beim Hersteller leasen.

An den Rhein

Wie umkämpft der 3D-Drucker-Markt inzwischen ist, spiegeln die angekündigten Veranstaltungen zum Thema wieder. Im kommenden Jahr wird die Euromold erstmals in Düsseldorf stattfinden – vom 6. bis 9. Oktober. Dies scheint sehr kurzfristig beschlossen worden zu sein, denn noch auf dem Presseticket war für 2015 ein traditioneller Novembertermin (vom 24. bis 27. 11.) aufgedruckt. Genau an diesen Tagen wird es in Frankfurt trotzdem eine „Fachmesse für Werkzeug- und Formenbau und additive Fertigungstechnologien“ geben – allerdings unter dem Namen „formnext“ und von der Messegesellschaft Frankfurt selbst veranstaltet.

Weitere Konkurrenz zur Euromold kommt aus Stuttgart, wo vom 5. bis 8. Mai erstmals die „Moulding Expo“ stattfindet, ihrerseits eine „internationale Fachmesse für Werkzeug-, Modell- und Formenbau“. Mit von der Partie ist dort die „Rapid.Area“, ein mobiler Ableger der Erfurter 3D-Druck-Messe „Rapid.Tech“ (10. und 11. Juni 2015), die sich mit der parallel stattfindenden FabCon 3.D explizit an 3D-Druck-Fans außerhalb der Industrie richtet und damit allmählich zu einer festen Größe im Jahreslauf der 3D-Druck-Szene wird [4]. Wer 2015 beim 3D-Druck am Ball bleiben will, muss also etliche Messen bereisen. (uk)

Literatur
  1. [1] Peter König, Christiane Rütten, Modellierautomat, 3D-Drucker als Bausatz: MakerBot CupCake CNC, c’t 3/11, S. 110
  2. [2] Peter König, Motoren des Fortschritts, Neues vom 3D-Druck, c’t 1/14, S. 16
  3. [3] Jan-Keno Janssen, Peter König, Schrumpf-Ich, Plastische Porträts mit 3D-Scanner und 3D-Drucker, c’t 23/14, S. 66
  4. [4] Peter König, Zwischen Metallurgie und 3D-Fax, Neue 3D-Drucker, neue 3D-Scanner, neues Material – und neue Konkurrenz, c’t 13/14, S. 16

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