Die 3D-Drucktechnologie wird die Entwicklung von der Massenfertigung hin zur personalisierten Fertigung vorantreiben.
Seine herausragenden Vorteile bestehen darin, die Herstellungskosten zu senken, die Produktionseffizienz zu steigern und die integrierte Fertigung komplexer Strukturen zu realisieren.
Das Kernkonzept besteht darin, die additive Fertigung Schicht für Schicht einzuführen.
Da die Teile beim 3D-Druck integral geformt werden, besteht keine Notwendigkeit, dass in die Teile eingebettete Materialien während der Produktkonstruktion eine Stützfunktion übernehmen, denn dies ist das Gegenteil der meisten traditionellen Fertigungsverfahren.
Die Art und Weise, wie die 3D-Drucktechnologie es ermöglicht, Teile auf der Bauplattform in jedem erdenklichen Winkel zu positionieren.
Diese Methode besagt, dass die 3D-Drucktechnologie die Einschränkungen der Verarbeitungsmethoden verschiedener Materialien nicht berücksichtigen muss, sondern nur auf die Beziehung zwischen Objekten im Raum achten muss.
Durch die zentrale Formgebungs- und Fertigungsmethode kann die Ausnutzungseffizienz der Anlagenmaterialien erheblich verbessert, der Energieverbrauch und der Materialabfall reduziert und der Produktionsprozess umweltfreundlicher gestaltet werden.
Derzeit äußert sich der Entwicklungsengpass der 3D-Drucktechnologie hauptsächlich in zwei Aspekten.
1) Die Kosten der 3D-Drucktechnologie sind zu hoch und es mangelt an einer großen Anzahl von Anwendungsbereichen.
Bislang ist das technische Niveau der 3D-Drucktechnologie noch nicht ausgereift.
Der Druckprozess setzt die Einrichtung eines genauen Koordinatensystems in einem frühen Stadium voraus, bevor der Druckvorgang überhaupt durchgeführt werden kann.
Der gesamte Prozess erfordert das Zusammenwirken vieler Bereiche wie Software, Ausrüstung und Materialien.
Die Entwicklung der beiden letztgenannten Verbindungen befindet sich noch im Erkundungsstadium.
Aktuell sind die Preise für hochpräzise 3D-Drucker noch hoch, und die meisten Softwareprogramme zur Erstellung von 3D-Modellen erfordern komplizierte Bedienungskenntnisse und benötigen eine gewisse Zeit zum Verständnis und Erlernen, was die schnelle Verbreitung im zivilen Bereich behindert.
2) Einschränkungen der Druckqualität und der verwendeten Materialien.
Die Druckgenauigkeit verschiedener 3D-Drucker ist derzeit sehr unterschiedlich.
Kommerzielle Desktop-3D-Drucker weisen im Allgemeinen den Mangel einer unzureichenden Genauigkeit auf, und die Anforderungen an Größe und Oberflächenqualität der gedruckten Produkte können den höheren Ansprüchen an den Einsatz nicht genügen.
Was die Auswahl der Rohstoffe betrifft, so ist die Vielfalt der für den 3D-Druck verwendbaren Materialien bisher sehr begrenzt und kann nicht mit der Fülle an traditionellen Fertigungsmaterialien verglichen werden.
Aufgrund des noch nicht ausgereiften Formgebungsverfahrens liegt die strukturelle Festigkeit des Produkts nach dem Formen in der Regel unterhalb der Gebrauchsnorm, sodass Nachbearbeitungsmethoden wie eine Wärmebehandlung zur Erhöhung der Festigkeit erforderlich sind, was den Anwendungsbereich der 3D-Drucktechnologie stark einschränkt.
Die 3D-Drucktechnologie ist derzeit nicht in der Lage, gleichzeitig Materialien unterschiedlicher Kategorien zu drucken.
Daher beschränkt sich die häufigste Verwendung nach wie vor auf Produkte mit relativ einfachen Funktionen und Strukturen.
Mit der weiteren Entwicklung und dem Wachstum der Computertechnologie und neuer Fertigungsindustrien in der Zukunft wird sich die 3D-Drucktechnologie jedoch besser und schneller weiterentwickeln.
