Fertigung neu definieren: Der neue Metall-3D-Druck

In unserem ersten Beitrag haben wir die Geschichte der Fertigung besprochen, von der griechischen Philosophie bis zur Papierherstellung. Das einzige, was im Fertigungsbereich offensichtlich ist, ist die Notwendigkeit von Veränderungen. Disruptive Technologie ist der Schlüssel zur kontinuierlichen Weiterentwicklung und Neudefinition des Weltraums – ein Bereich, in dem dies offensichtlich ist, ist der 3D-Metalldruck.

Das ist das Problem der Branche: Die Kombination aus reproduzierbaren 3D-Designs und einer neuen Technologie, der 3D-Überschallabscheidung, bedeutet, dass Metallprodukte sehr schnell, identisch und ohne die Notwendigkeit von Skaleneffekten hergestellt werden können.

Wir haben Probleme, die Wirkung unserer eigenen Erfindung vorherzusagen, und je nach Interessensgebiet sieht jeder unserer Kunden etwas anderes darin.

Es kann sein, dass diese Intervention mit enormer Wirkung davoneilen wird, auf eine Weise, die wir und andere derzeit nicht vorhersehen können. Sokrates erkannte den zweideutigen Einfluss des Schreibens auf die Gesellschaft, aber er hatte keine Ahnung, dass dies durch eine zweite Erfindung untermauert werden würde, die die antike Welt revolutionieren würde – die Erfindung des Papiers.

Wir erklären unseren potenziellen Kunden, was unsere Maschine kann, zeigen ihnen die Produkte und den Zeitaufwand und lassen sie die Zukunft auf ihre eigene Weise wahrnehmen. Dann werden andere in ihrem Unternehmen andere Dinge in der Maschine wahrnehmen und sich andere Verwendungen vorstellen. Wir können diesem Prozess nicht vorauseilen und so tun, als wüssten wir das ganze Bild im Voraus. Alles, was wir tun können, ist, den Prozess zu perfektionieren und zu zeigen.

In die Zukunft schauen

Es ist fast unmöglich, sich die Zukunft vorzustellen, ohne dass die Gegenwart sie dominiert. Die ersten Werbespots für Musikaufnahmen zeigten Familien, die um das Grammophon herum saßen und es sich ansahen, aber man musste es sich nicht ansehen, sondern nur hören. Heutzutage sind Menschen, die Musik hören, sehr mobil und können sogar im Park joggen. Es dauerte eine Weile, bis sich die Flexibilität des aufgenommenen Tons durchsetzte. Das gibt es auch in anderen Branchen. Tatsächlich waren die ersten Automobile wie Pferdekutschen konzipiert, obwohl das unnötig war, einfach weil wir als Menschen nicht in die Zukunft sehen können, ohne unser geistiges Bild auf die Gegenwart zu stützen.

Ein Beispiel aus der heutigen Zeit – die 3D-Abscheidung mit Überschall wird die Massenproduktion von Autoteilen oder Luftfahrtteilen überflüssig machen, aber das müssen wir erklären und begründen.

Der Metall-3D-Druck ist derzeit sehr langsam und teuer. Dies hat dazu geführt, dass die Technologie in einzelne Nischen- oder Kleinserienteile eingeordnet wurde, die in spezialisierten Branchen wie Medizin, Zahnmedizin und Luft- und Raumfahrt verwendet werden.

Alternativ setzten 3D-Druck-Ingenieure auf die Gegenwart, um ihr Denken zu strukturieren, nämlich indem sie Formen druckten, in die geschmolzenes Metall 10.000 Mal hineingegossen werden konnte, genau wie bei der konventionellen Fertigung. Aber das war die falsche Maßnahme, um die Gegenwart in die Zukunft zu transportieren, weil unsere Vorstellungskraft auf diese Weise begrenzt ist. Ob die Maschine 10.000 identische Produkte produzieren kann, brauchen wir nicht zu fragen, denn Print on Demand würde bedeuten, dass nie wieder eine so große Auflage nötig wäre, 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 keine großen Mengen von Teilen bestellen, bezahlen und in Lagern unterbringen, die nur deshalb erworben werden, weil nur die Produktion in großem Maßstab ausreichend niedrige Durchschnittskosten erzeugt.

Die Branche verändert sich

Der Durchbruch gelang durch den Wegfall des Schmelzens im Druckprozess. Herkömmlicher Metalldruck verteilt eine sehr feine Schicht aus Metallpulver, die von einem Laser geschmolzen wird. Das Teil wird gekühlt, eine neue Energieschicht wird aufgetragen, der Laser schmilzt das Pulver und der Vorgang wiederholt sich. Dieser Schmelz- und Abkühlungsprozess dauert physikalisch bedingt und kann nicht beschleunigt werden. Kombiniert mit dem Erfordernis von Inertgasen ist das Verfahren langsam und teuer.

Im Vergleich dazu verwendet die 3D-Überschallabscheidung einen Prozess, bei dem Luft über eine kleine Rakete auf sehr hohe Geschwindigkeiten von 1000 m/s beschleunigt wird. Die Metallpartikel werden in den Luftstrom eingeschossen und auf mindestens doppelte Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Wenn sie auf die Oberfläche treffen, erzeugen sie ein solides Metallteil – der Prozess ist kontinuierlich, kostengünstig und schnell.

In unserem nächsten Beitrag werden wir erörtern, wie unsere Metall-3D-Drucktechnologie in der Industrie eingesetzt werden kann.