3D-Druck-Projekt – was sind die Vorteile, was die Nachteile?

Eine der am meisten generativen Entwicklungsmöglichkeiten, also etwas hervorzubringen, ist der 3D-Druck, auch genannt Additive Manufacturing (AM) oder Additive Fertigung.

Ein 3D-Druck-Projekt besteht ursprünglich aus einem pulverartigen, festen oder flüssigen Anfangsstoff. Das kann etwa Keramik sein. Möglich ist genauso Metall, Verbundstoff, Kunstharz oder Kunststoff. Am Ende werden daraus dreidimensionale Objekte. Beim
3-Druck existieren zudem verschieden Drucktechniken. Die Reaktionskette ändert sich dabei nicht. Zuerst wird ein dreidimensionales CAD-Modell hergestellt. Dieses teilt eine Software in Scheiben. Folgend entsteht das Herstellungsprogramm. Das ist für den 3D-Drucker entscheidend. Hiermit entwickelt der 3D-Drucker schichtweise das Objekt.

Gründe für und gegen den 3D-Druck

Positiv am 3D-Druck sind der geringe Materialverbrauch und die geometrische Formenfreiheit. Je vielseitiger die Geometrie ausfällt, desto mehr lohnt sich ein solcher Drucker bei geringer Produktionszahl wirtschaftlich. Außerdem überzeugt diese Drucktechnik mit einer guten Möglichkeit bezüglich der Leichtbautechnik sowie digitalisierter Herstellungsketten. Weiterhin spricht für den 3D-Drucker, dass die Fertigung keine weiteren Gerätschaften braucht, eine kundenorientierte Herstellung mit kurzen Lieferzeiten gewährt sowie eine dezentrale bzw. bedarfsweise Herstellung möglich ist. Letztere wirkt sich gut auf das Thema Nachhaltigkeit aus. Ein weiterer Grund für die Nutzung eines 3D-Druckers sind die schnelleren Herstellungsprozesse. Nicht anders ist das mit der Möglichkeit, die Gegebenheiten der Materialien und Bauteile besser zu kontrollieren.

Negativ sind die eingeschränkte Produktionsmenge, die oft nötige Folgebearbeitung und die langdauernde Herstellungsgeschwindigkeit. Außerdem sind 3D-Drucker bisher bei großen Mengen nicht gewinnbringend. Weiterhin können beim Bau Streitereien bezüglich der Patent- oder Urheberrechte entstehen und die Materialeigenheiten sind je nach Druckverfahren verschieden.

3D-Drucker und die Gesundheit

Vermutlich können 3D-Drucker Feinstaub entwickeln, wenn diese auf Kunststoffebene arbeiten. Das meinen Forschende des Illinois Institute of Technologie. Da stellt sich die Frage, ob Filament schädlich für Menschen ist. Immerhin können während der Bearbeitung eines Kunststoffes sehr feine Partikel (UFP) entstehen. Wird dieser Feinstaub langfristig in großen Mengen eingeatmet, fördert das Asthma, Lungenkrebs und Schlaganfälle.

Die Froschenden verwendeten für ihre Erkenntnisse einen 3D-Drucker, welcher für Schmelzdichtverfahren gedacht ist. Während das Objekt- ein 3D-Frosch aus den Stoffen Polyactid und Acryl-Butadien-Styrol- entstand, wurde der UFP-Gehalt der Luft gemessen. Dabei besaß das erste Material eine geringe Emissionsrate.

Das Ergebnis: Nach den Schlussfolgerungen der Forschenden gibt ein 3D-Drucker den gleichen Wert an Feinstaub ab, wie ein Küchenherd im Betrieb. Bei einigen Modellen wird an fehlenden Filtern und Ventilatoren Geld eingespart, also sehr kleine Partikel, die beim Einatmen gesundheitsschädlich sein können. Dies führt zu einer gestiegenen Feinstaubrate. Um das Gesundheitsrisiko bei der Büroarbeit zu minimieren, raten die Forschenden, auf die Filter zu achten.