Michael Wendenburg Online Redaktion

3D-Druck: Mehr Freiheiten und mehr Risiken

Additive Fertigungsverfahren bieten mehr Freiheitsgrade bei der geometrischen Gestaltung von Bauteilen. Man kann auf einem 3D-Drucker Strukturen ausgeben, die mit klassischen Fertigungsverfahren nicht oder nur zu extrem hohen Kosten herstellbar wären. Doch diese Freiheit hat wie jede andere ihren Preis: Der 3D-Druck erleichtert auch Produktpiraten ihr schmutziges Handwerk, weshalb bei der Weitergabe der Druckdaten neue Schutzmechanismen erforderlich sind.

3D-Druck

Der 3D-Druck hat die Nische des Muster- und Prototypenbaus verlassen und schickt sich an, die Serienfertigung zu erobern – wenn auch vielleicht zunächst nur die von Teilen, welche in kleineren Stückzahlen hergestellt werden. Der wesentliche Grund dafür ist – neben der Entwicklung serientauglicher Werkstoffe – die Flexibilität bei der geometrischen Auslegung von Bauteilen. Man kann z.B. zwei oder drei Teile aus unterschiedlichen Materialien, die bislang getrennt gefertigt und gefügt werden mussten, zusammenfassen und in einem Arbeitsgang drucken. Und man kann Strukturen drucken, die der Natur nachempfunden sind: Wesentlich leichter und trotzdem enorm widerstandsfähig.

Daraus ergeben sich zwangsläufig neue Anforderungen an die CAD-Systeme, die eine druckgerechte Auslegung der Bauteile unterstützen müssen. Bislang werden die Teile für die Simulation und Optimierung der Strukturen sowie ihre Aufbereitung für den 3D-Druck meist in verschiedene Datenformate konvertiert und in unterschiedliche Software-Programme geladen, was nicht nur zeitaufwendig ist, sondern auch eine saubere Dokumentation des Entwicklungsprozesses erschwert. Aus diesem Grund hat z.B. PLM-Hersteller PTC eine durchgängige Additive Manufacturing-Lösung von der Konstruktion über die Optimierung bis zur 3D-Druckausgabe entwickelt, die mein Blogger-Kollege Ralf Steck kürzlich im EngineeringSpot näher beleuchtet hat.

Mehr Flexibilität bietet der 3D-Druck auch bei der Gestaltung der Fertigungsprozesse, denn man kann Teile – natürlich mit einem gewissen zeitlichen Vorlauf – on demand drucken und sofort verbauen. Und das ohne Vorbereitung an praktisch jedem Ort der Erde, sofern man einen 3D-Drucker mit Internet-Anschluss hat, um die Druckdaten zu empfangen. Oder einen 3D-Druck-Dienstleister. Das könnte das Ersatzteilwesen in Branchen wie der Automobilindustrie oder im Flugzeugbau revolutionieren. Es könnte aber auch den Ersatzteilmarkt mit billigen Raubkopien überschwemmen, wenn die Druckdaten in die falschen Hände gelangen.

Mit der Verschlüsselung der Druckdaten ist es nicht getan, es muss sichergestellt sein, dass sie nur in der vorgesehenen Stückzahl ausgedruckt werden können. Dazu gibt es im gerade neu erschienen PROSTEP-Newsletter einen sehr interessanten Beitrag zu lesen. Der PLM-Spezialist entwickelt im Rahmen des Förderprogramms PAiCE nämlich eine Lösung für den fälschungssicheren Austausch von Druckdaten durch Integration der Blockchain-Technologie in die Datenaustausch-Lösung OpenDXM GlobalX. Die Technologie wird bislang vor allem für die Authentifizierung finanzieller Transaktionen im Internet, z.B. in der Krypto-Währung Bitcoin, genutzt. Das Projekt nennt sich SAMPL und ist einer der ersten Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie im Engineering überhaupt. Mit im Boot ist übrigens Flugzeughersteller Airbus, der die Anforderungen spezifizieren, gemeinsam mit den anderen Partnern die Geschäftsprozesse evaluieren und die Anwendungsfälle für das Additive Manufacturing beisteuern wird.

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