3D-Drucker sollen die Toleranzwerte und Oberflächengüte der konventionellen Fertigung noch nicht erreichen. Welche Nacharbeiten macht das erforderlich?

Nacharbeiten fallen kaum an, denn dieser Aufwand wird bereits im Entwicklungsprozess berücksichtigt. Die Ingenieur*innen entscheiden sich nur für additive Fertigung, wenn die Oberflächenbeschaffenheit und die Toleranzen ausreichen. Bei den Toleranzen liegen wir heute allerdings schon im Zehntelmillimeterbereich.

Dennoch kommt es vor, dass beispielsweise eine Kontur für ein Kugellager oder ein Ventil in einem komplexen Bauteil aus additiver Fertigung nachgefräst wird. Diese Kombination beider Herstellungsverfahren ist effizienter, als die komplette Baugruppe auszufräsen.   

Bei was für Produkten werden Nacharbeiten bewusst eingeplant?

Es gibt einen Brillenhersteller, der jedes Modell additiv fertigt. Er bearbeitet die gedruckten Oberflächen der Gestelle mechanisch nach und färbt sie ein. Dieses standardisierte Verfahren ist hocheffizient.

Kunststoffe, Metalle, Schokolade und sogar Körperzellen dienen mittlerweile als Rohstoffe. Welche Materialien können Sie noch einsetzen?

Als ich vor zwölf Jahren mit der additiven Fertigung begann, gab es nur fünf oder sechs Werkstoffe. Heute kann prinzipiell jedes Material gedruckt werden, selbst wenn es noch nicht wirtschaftlich wäre. Forschende testen aktuell Glas als neuen Werkstoff. Wir können es in vielleicht fünf Jahren drucken.

Wann ist ein Stoff druckfähig?

Wenn wir ein Material kurz aufschmelzen, über eine Düse positionieren und bei Zimmertemperatur verfestigen können, drucken wir damit. Dazu gehören viele Kunststoffe und Metalle. Nicht schmelzfähige Stoffe pulverisieren wir und mischen sie mit Bindemittel. Die gedruckte Masse härtet im Ofen aus.

Es gibt noch weitere 3D-Druck-Verfahren, die auf verschiedenen physikalischen Grundprinzipien beruhen.

Wenn Sie von Aufschmelzen sprechen, welche Temperaturen muss ein 3D-Drucker erzeugen können?

Stahl hat einen Schmelzpunkt von deutlich über 1.000° Celsius, für Schokolade reicht die Sonneneinstrahlung. Die Temperatur zählt zu den wichtigsten Prozessparametern in der additiven Fertigung. Die Grenzen kennen wir noch nicht. Sie werden sich mit neuen Materialien weiterentwickeln.

Temperaturen von 1.000 ° Celsius – das klingt nach einem hohen Energiebedarf. Dabei ist ökologische Nachhaltigkeit in allen Wirtschaftsbereichen ein Topthema. Welche Vorteile kann die additive Fertigung bei dem Thema vorweisen?

Drei Punkte sind maßgeblich.

Erstens: In der additiven Fertigung benötigen wir nur das Material des Endprodukts. Das Bauteil wächst wie ein Baum. Konventionell hergestellte Komponenten werden teils aus einem großen Block gefräst, wobei 90% des Materials zurückbleibt. Das lässt sich einschmelzen, doch das verbraucht erneut viel Energie.

Zweitens: Mit dem industriellen 3D-Druck fertigen Firmen nach Bedarf. Es entfallen Ressourcen und Kosten für Lagerhaltung und Energie. Erfahrungsgemäß sind Lager entweder zu schnell leer oder die Teile braucht rasch niemand mehr. Es passt selten.

Drittens: Die additive Fertigung kann an dem Ort stattfinden, an dem die Teile gebraucht werden. Jede Banane reist theoretisch zweimal um die Welt. Diese überflüssigen Transportwege können Unternehmen zugunsten der Umwelt – und der Kosten – einsparen. Zumal eilige Ersatzteile häufig den wenig ökologischen Weg durch die Luft nehmen.

Beim Thema Nachhaltigkeit wird Beratung immer bedeutsamer. Gilt das auch für die additive Fertigung?

Beratung macht einen großen Teil meiner Arbeit aus. Ich empfehle Firmen, auf welchen Feldern sie die 3D-Druck-Technologie wie einsetzen können. Dabei geht es um Chancen und Risiken, um Investitionen in die Technik und um Strategien für die nächsten zehn Jahre.

Als Berater und Ingenieur habe ich Vorteile. In vielen Fällen kann ich anstelle einer Präsentation ein fertiges Bauteil als Lösung auf den Tisch legen. In dieser Rolle arbeite ich mit Entscheider*innen und gleichermaßen mit den Praktiker*innen in der Produktion zusammen. Sie kennen jedes Detail der Komponenten und wir reden auf Augenhöhe. Darum heißt meine Firma “Süß & friends”.

Herr Süß, Ihre Firma ist klein und hochspezialisiert. Welche Benefits haben Unternehmen in der Zusammenarbeit mit Ihnen und Ihrem Team?

Unser Metier ist technisch und strategisch für Unternehmen völlig neu. Wir vermitteln Know-how, das es am Markt noch nicht gibt. Und damit befähigen wir die Unternehmen, internes Wissen aufzubauen und von dieser Technologie zu profitieren.

Da wir mittlerweile häufig von Beginn an in Projekte eingebunden werden, spüren wir eine wachsende Akzeptanz. Der externe Blick von Expert*innen ist unseren Auftraggebenden wichtig. Wer neue Wege gehen will, muss neue Denkweisen ins Unternehmen holen.

Sie sagen, das Wissen gibt es am Markt noch nicht. Wie exklusiv sind Sie mit Ihrem Angebot?

Der Bedarf übersteigt das Wissen am Markt deutlich. Es gibt sicherlich noch andere Berater*innen. Doch mit unserem Konzept sind wir einzigartig. Wir beraten nicht nur, wir setzen auch um. Dazu habe ich hochspezialisierte Konstrukteure im Unternehmen, die geplante Druckobjekte direkt realisieren können.