Patent-Boom beim 3D-Drucker: Wunderwerkzeug für den Mittelstand

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Im Schatten der Künstlichen Intelligenz gibt es eine weitere innovative Technologie, die sich so ganz nebenbei an die Spitze der Innovationstreiber geschlichen hat: der 3D-Druck. Wie das Europäische Patentamt meldete, wachsen die Patentanmeldungen hier achtmal schneller als der Durchschnitt aller anderen Technologiebereiche. Während die Hauptakteure früher etablierte Maschinenbauunternehmen waren, gibt es hier inzwischen auch viele Start-ups, Mittelständler und spezialisierte Unternehmen für 3D-Druck. Kurzum - Druck für Druck entsteht hier ein Wachstumsmarkt, den man nicht verpassen sollte.

Was genau ist 3D-Druck?

Der 3D-Drucker ist ein innovatives Fertigungsgerät, das dreidimensionale Objekte schichtweise aufbaut. Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckern, verwendet ein 3D-Drucker verschiedene Filamente wie Kunststoff, Metall oder Harz. Das Funktionsprinzip basiert dabei auf der Umsetzung digitaler Modelle in physische Objekte. Der Prozess beginnt mit der Erstellung eines 3D-Modells mittels CAD-Software oder dem Scan eines realen Objekts. Anschließend wird das Modell in Schichten zerlegt und der 3D-Drucker erstellt das Objekt schichtweise durch das präzise Hinzufügen von Material. Diese Technologie findet bereits ihre Anwendung in verschiedensten Branchen – darunter Prototypenbau, Medizin, Architektur und sogar im Haushalt für die Herstellung von benutzerdefinierten Produkten. 3D-Druck ermöglicht mit verschiedenen Materialien effizientes Prototyping, individuelle Fertigung und beschleunigt Innovationen in zahlreichen Sektoren.

Welche Filamente gibt es?

Für unterschiedliche Anwendungsfälle gibt es verschiedene Filamente für 3D-Drucker, die je nach Material unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen haben:

PLA (Polylactid): PLA-Filament ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der leicht zu drucken ist. Dieses Material wird oft für Prototypen und Drucke verwendet, bei denen Festigkeit weniger kritisch ist.

Nylon: Ein starkes und langlebiges Filament mit guter Zähigkeit. Nylon wird für funktionale Prototypen und 3D-Drucke mit hoher Beanspruchung verwendet.

Holzfilament: Enthält Holzpartikel und verleiht dem Druck eine holzähnliche Textur. Im 3D-Druck wird es daher für dekorative Designs verwendet.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): Ein stabiles und schlagfestes Filament, das in der Regel bei höheren Temperaturen gedruckt wird. Als Material eignet es sich gut für funktionale Prototypen und mechanische Teile.

PETG(Polyethylenterephthalatglykol): Ein haltbares und transparentes Filament mit hoher Schlagfestigkeit. Es vereint die Vorteile von PLA und ABS und wird oft als Material für den Druck mechanischer Teile und robuster Modelle verwendet.

TPU (Thermoplastisches Polyurethan): Ein flexibles Filament, das sich biegen und dehnen lässt. Dementsprechend eignet es sich gut für Anwendungen wie elastische Teile, Schutzhüllen und Dichtungen.

Metallfilamente: Enthalten Metallpartikel und verleihen gedruckten Objekten metallische Eigenschaften. Häufig eingesetzt für dekorative Zwecke und Prototypen.

Carbonfaser-Verbundstoffe: Dieses Filament enthält winzige Carbonfaser-Partikel und bietet damit eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit. Daher wird dieses Filamente für leichte und belastbare Drucke verwendet.

Seit wann gibt es 3D-Drucker?

Erfunden wurde der 3D-Druck bereits 1981 als Stereolithographie von Charles W. Hull. Zunächst dienten die Geräte dabei zur Herstellung von Prototypen und Modellen – also Werkstücken, die in nur wenigen Stückzahlen benötigt wurden. Der Vorteil gegenüber dem bis dahin üblichen Spritzgussverfahren liegt darin, dass das aufwendige Herstellen von Gussformen überflüssig wurde. Auch das Nachbearbeiten und Entgraten der Werkstücke kann häufig beim 3D-Druck entfallen, da der schichtweise Aufbau computergesteuert nach vorgegebenen Maßen und Formen geschieht. Dank der Weiterentwicklung der Technologie und entsprechender Software ist auch der industrielle Einsatz der sogenannten „additiven Fertigung“ im Mittelstand nunmehr wettbewerbsfähig.

Schnell und flexibel: 3D-Drucker

Gerade in Branchen mit einem starken Bedarf an Individualisierung und einer hohen Variantenvielfalt lohnt sich der Einsatz eines 3D-Druckers besonders. Vom Maschinenbau und Medizintechnik, über die Automobilbranche bis hin zu Entwicklung und Architektur – überall wo schnell, flexibel und vor allem kostengünstig produziert werden muss, bringt der 3D-Druck enorme Vorteile. So können insbesondere mittelständische Unternehmen mit einem entsprechenden Drucker auf die Schnelllebigkeit von Märkten reagieren und mit kurzfristiger Fertigung „on demand“ beim Kunden punkten. Für produzierende Unternehmen bedeutet dies, dass eine Beschäftigung mit additiver Fertigung ein Baustein zur Wettbewerbsfähigkeit der Zukunft sein kann.

Porsche Classic druckt auch schon länger

Ein hervorragendes Beispiel liefert hierbei Porsche Classic, wo man die nicht mehr lieferbaren Ersatzteile für Porsche-Oldtimer nun per 3D-Druck herstellt: Ein Ausrückhebel für die Kupplung des Porsche 959 war beispielsweise nicht mehr erhältlich und überdies ausgesprochen selten, denn es wurden lediglich 292 Exemplare gebaut. Für den „Nachdruck“ verwendet die Abteilung für Klassiker jetzt selektives Laserschmelzen. Das Verfahren arbeitet mit Werkzeugstahl in Pulverform, der von einem starken Lichtstrahl in 0,1 Millimeter dünnen Schichten zu den gewünschten Strukturen geschmolzen wird. Übrigens: Skaliert man dieses Verfahren nach oben, spart man letztlich nicht nur an den Produktions-, sondern auch an den Lagerkosten.

Was kostet ein 3D-Drucker?

Kosten für einen 3D-Drucker variieren erheblich je nach Gerät, Qualität, Drucktechnologie und Funktionalität. Einsteigermodelle für den Heimgebrauch können bereits ab etwa 200 bis 500 Euro erhältlich sein. Mittelklasse-Drucker, die mehr Funktionen und höhere Druckqualität bieten, liegen oft im Bereich von 1.000 bis 3.000 Euro. Professionelle 3D-Drucker für den industriellen Einsatz können deutlich teurer sein und Preise von mehreren Tausend bis zu mehreren Zehntausend Euro erreichen. Wichtig: Neben dem Anschaffungspreis müssen auch die Kosten für Verbrauchsmaterialien wie Filament oder Harz, Wartung und gegebenenfalls Software sowie Zubehör berücksichtigt werden. Allerdings hat die steigende Popularität des 3D-Drucks dazu geführt, dass die Preise in den letzten Jahren gesunken sind und es eine breite Palette von Optionen für verschiedene Bedürfnisse und Budgets gibt.

Mit Leasing zum innovativen Drucker

Auch wenn die Technologie noch nicht so weit ist, dass man sich mit einem 3D-Drucker einen weiteren 3D-Drucker herstellen könnte, um diesen dann gewinnbringend weiterzuverkaufen, lohnt sich das eine oder andere konkrete Gedankenspiel. Und wer sich mit den Vorteilen dieser erfolgversprechenden Technik auseinandergesetzt hat und Vorteile für sein Unternehmen sieht, dem seien unsere Lösungen im Bereich 3D-Drucker-Leasing ans Herz gelegt. Eine Investition in die Zukunft lohnt sich schließlich immer.