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Die Fertigung neu definieren: Der neue Metall-3D-Druck
In unserem ersten Beitrag haben wir uns mit der Geschichte der Fertigung beschäftigt, von der griechischen Philosophie bis zur Papierherstellung. Eine Sache, die in der Fertigungsbranche offensichtlich ist, ist der Bedarf an Veränderung. Disruptive Technologien sind der Schlüssel zur kontinuierlichen Weiterentwicklung und Neudefinition in diesem Bereich - ein Bereich, in dem dies offensichtlich ist, ist der 3D-Druck von Metall.
Das ist das Problem der Industrie: Die Kombination aus reproduzierbaren 3D-Designs und einer neuen Technologie, der 3D-Beschichtung mit Überschall, bedeutet, dass Metallprodukte sehr schnell und identisch hergestellt werden können, ohne dass Größenvorteile erforderlich sind.
Wir haben Probleme, die Wirkung unserer eigenen Erfindung vorherzusagen, und jeder unserer Kunden sieht je nach seinem Interessengebiet etwas anderes darin.
Es kann sein, dass dieser Eingriff mit großer Wirkung verpuffen wird, und zwar in einer Weise, die wir und andere heute noch nicht absehen können. Sokrates erkannte zwar die zweideutigen Auswirkungen der Schrift auf die Gesellschaft, aber er konnte nicht ahnen, dass sie von einer zweiten Erfindung unterstützt werden würde, die die antike Welt revolutionieren würde - der Erfindung des Papiers.
Wir erklären unseren potenziellen Kunden, was unsere Maschine leisten kann, zeigen ihnen die Produkte und die benötigte Zeit und lassen sie die Zukunft auf ihre eigene Weise wahrnehmen. Dann werden andere in ihrem Unternehmen andere Dinge an der Maschine wahrnehmen und sich andere Verwendungen vorstellen. Wir können diesem Prozess nicht vorauseilen und so tun, als wüssten wir alles im Voraus. Alles, was wir tun können, ist, den Prozess zu perfektionieren und ihn zu zeigen.
Blick in die Zukunft
Es ist fast unmöglich, sich die Zukunft vorzustellen, ohne dass sie von der Gegenwart dominiert wird. Die ersten Werbespots für Tonträger zeigen Familien, die um das Grammophon herum sitzen und sich die Musik anhören, aber es bestand keine Notwendigkeit, sie anzusehen, sondern nur, sie zu hören. Heute sind die Menschen, die Musik hören, sehr mobil und joggen vielleicht sogar durch den Park. Es hat eine Weile gedauert, bis sich die Flexibilität von Tonträgern durchgesetzt hat. Dies ist auch in anderen Branchen der Fall. So wurden die ersten Automobile wie Pferdekutschen konstruiert, obwohl das gar nicht nötig war, weil wir als Menschen nicht in die Zukunft sehen können, ohne unser geistiges Bild auf die Gegenwart zu gründen.
Ein Beispiel aus der heutigen Zeit: Die 3D-Beschichtung mit Überschall wird die Massenproduktion von Auto- oder Flugzeugteilen überflüssig machen, aber das müssen wir erklären und rechtfertigen.
Der 3D-Druck von Metall ist derzeit sehr langsam und teuer. Dies hat dazu geführt, dass die Technologie nur für einmalige Nischen- oder Kleinserienteile in spezialisierten Branchen wie der Medizin-, Dental- und Luftfahrtindustrie eingesetzt wird.
Alternativ dazu stützten sich die Ingenieure des 3D-Drucks auf die Gegenwart, um ihr Denken zu strukturieren, indem sie nämlich Formen druckten, in die 10.000 Mal geschmolzenes Metall gegossen werden konnte, genau wie bei der konventionellen Fertigung. Aber das war der falsche Maßstab, der auf der Verlagerung der Gegenwart in die Zukunft beruhte, weil unsere Vorstellungskraft auf diese Weise begrenzt ist. Die Frage, ob die Maschine 10.000 identische Produkte herstellen kann, erübrigt sich, denn mit Print on Demand wäre nie wieder eine so hohe Stückzahl notwendig, um die Stückkosten auf ein ausreichend niedriges Niveau zu amortisieren. Ein Teilehersteller würde nur die Teile produzieren, die an diesem Tag benötigt werden, und müsste nicht eine große Anzahl von Teilen bestellen, bezahlen und in Lagern unterbringen, nur weil die Durchschnittskosten nur bei Großserienproduktion niedrig genug sind.
Die Industrie ist im Wandel
Der Durchbruch gelang durch die Eliminierung des Schmelzvorgangs im Druckverfahren. Beim herkömmlichen Metalldruck wird eine sehr feine Schicht Metallpulver aufgetragen, die von einem Laser geschmolzen wird. Das Teil wird abgekühlt, eine neue Schicht wird aufgetragen, der Laser schmilzt das Pulver und der Prozess wird wiederholt. Dieser Schmelz- und Abkühlungsprozess benötigt Zeit, die durch die Physik vorgegeben ist und nicht beschleunigt werden kann. In Verbindung mit der Notwendigkeit von Schutzgasen ist das Verfahren langsam und teuer.
Im Vergleich dazu wird bei der 3D-Beschichtung mit Überschall die Luft mit Hilfe einer kleinen Rakete auf sehr hohe Geschwindigkeiten (1000 m/s) beschleunigt. Die Metallpartikel werden in den Luftstrom injiziert und auf mindestens die doppelte Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Wenn sie auf die Oberfläche treffen, bilden sie ein festes Metallteil - das Verfahren ist kontinuierlich, kostengünstig und schnell.
In unserem nächsten Beitrag werden wir erörtern, wie unsere Metall-3D-Drucktechnologie in der Industrie eingesetzt werden kann.