Schicht für Schicht entsteht im 3D-Drucker aus Pulver und mithilfe eines Lasers ein Bauteil. Dieses innovative Herstellungsverfahren hat mehr als nur einen Vorteil: So ist der Materialverbrauch, verglichen mit konventionellen Herstellungstechniken, geringer. Schließlich wird hier Material aufgebaut, nicht abgetragen. Das hält auch die Kosten niedrig. Die Produktions- und Lieferzeit bleiben minimal, weil für die Herstellung eines Bauteils nur eine Modelldatei geladen werden muss. Damit sind auch die Kosten für Lagerung und Transport verhältnismäßig gering.

Was bringt die additive Fertigung der Energiewirtschaft?

Australische Forscher beschäftigen sich derzeit mit der möglichen Produktion von Feststoff-Batterien mit dem 3D-Drucker. Damit möchten sie den Markt für Fotovoltaik-Heimspeicher revolutionieren: Die Batteriezellen sollen auf die Rückseite von Solarzellen gedruckt werden. Weitere Einsatzbereiche: E-Autos und gebäudeintegrierte Fotovoltaik. Auch die Solarzellen selbst sollen schon bald aus dem 3D-Drucker kommen , wenn es nach den Forschern des Air Force Research Laboratory geht.

Das Unternehmen MAN Diesel & Turbo hat es geschafft, Gasturbinen mit Komponenten aus dem metallischen 3D-Drucker auszustatten . Zukünftig will es auch Komponenten für Laufräder von Kompressoren fertigen. Auch bei Siemens liefen Tests mit Gasturbinenschaufeln erfolgreich, die durch metallischen 3D-Druck hergestellt und unter der Volllast einer Turbine getestet wurden.

Additive Verfahren ermöglichen bionische Strukturen

Daneben birgt das additive Fertigungsverfahren noch etwas in sich, was Forscher, Designer und Ingenieure zum Träumen bringt: Konstruktionen können anders als bisher sehr frei gestaltet werden, da sie in einem Stück produzierbar sind. Das erlaubt unzählige Möglichkeiten. Beispielsweise lassen sich so Formen produzieren, die bislang wegen einer zu aufwendigen Fertigung ausgeschlossen wurden.

Dazu gehören zum Beispiel dreidimensionale und bionische Strukturen, die nach Vorbildern aus der Natur gefertigt werden. Diese können beispielsweise einer Waben-, Gitter- oder Rippenstruktur nachempfunden sein, wie es etwa das Schwammgewebe in Knochen aufweist, so Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU. Das Besondere: Auch Hohlräume sind möglich. Damit können Bauteile produziert werden, die keine tragenden Funktionen haben. So auch zum Beispiel Strukturen für die Flügel von Windkrafträdern.

Kleine Stückzahlen rechnen sich schon heute

Für additive Fertigungsverfahren benötigt man keine Werkzeuge, Formen oder sonstige spezielle Vorrichtungen, nur einen Datensatz. Müssen noch Anpassungen am Endprodukt vorgenommen werden, lassen sich diese in der Datei sofort anpassen. So können beispielsweise individuelle Kundenwünsche schnell umgesetzt werden. Das macht die Ersatzteilbeschaffung überflüssig – und spart somit nicht nur Geld, sondern auch Energie.

Welche weiteren Komponenten aus dem 3D-Drucker können schon morgen zuverlässig bei der Stromerzeugung unterstützen? Die Energy , die internationale Leitmesse für integrierte Energiesysteme und Mobilität, bietet im Rahmen der HANNOVER MESSE ein breites Spektrum an Foren, Tagungen und Sonderveranstaltungen. Sie präsentiert neue Ansätze und bietet die Möglichkeit, sich über aktuellen Entwicklungen mit Experten auszutauschen.