Der große Vorteil des klassischen, filigranen Metalldrucks im Pulverbett (Selective Lasermelting, SLM) ist die hohe Auflösung und die daraus resultierende Endkonturnähe der Bauteile. Möglich machen das feine Pulverschichten (30 µm bis 50 µm) und winzige Laserspots.

Unter diesen Voraussetzungen dauert der Herstellungsprozess allerdings stets sehr lange – und trotzdem müssen die Bauteile regelmäßig nachbearbeitet werden, etwa an Funktionsflächen.

Forschende des Laserinstituts der Hochschule Mittweida (LHM) haben sich deshalb überlegt, alles zwei bis drei Nummern größer zu machen: Ihre Pulverpartikel können einen Durchmesser von mehreren Millimetern haben, ihre Laserspur kann auf bis zu 6 mm verbreitert werden. Entsprechend stark muss die Strahlenquelle natürlich sein: Bisher sind 4 kW erprobt, 16 kW sollen es vielleicht werden. Ziel sind Aufbauraten von bis zu 10 kg/h im Stahlbereich – pro Laser.

Die Sachsen arbeiten gerade an einem Drucker mit einem 4 m3 großen Bauraum. Was in diesem Giganten entstehen kann, wie die Schutzgasführung gelingt und welche Kosten bei Hardware und Materialien anfallen, erklärt in dieser Folge André Streek, Professor für die lasergestützte additive Fertigung und die Digitalisierung von Laserprozessen.

Pkw-Hersteller und deren Zulieferer stehen unter Zugzwang: Die EU plant einen Grenzwert für Feinstaub-Emissionen aus Bremsabrieb von 7 mg/km. Die tatsächlichen Werte liegen aktuell aber zwischen 10 mg/km und 40 mg/km. Helfen will die HPL Technologies GmbH. Das Aachener Jungunternehmen stellt Bremsscheiben her, die fast gar keinen Feinstaub mehr verursachen. Außerdem rosten die Bauteile angeblich nie. Und sie senken – dank einer Gewichtsreduktion – den CO2-Ausstoß bzw. den Energiebedarf jedes Fahrzeugs. Wie das möglich ist? Mit einem speziellen Schichtsystem, erzeugt per 3D-Druck. Details dazu verraten in dieser Folge die Gründer des Unternehmens: Johannes Henrich Schleifenbaum und Phillip Utsch.

Klingt fast zu gut, um wahr zu sein: Ein komplett CO2-neutrales Polymerpulver für die additive Fertigung!?
Das Unternehmen Eos hat es entwickelt! Gewonnen wird es aus Rizinusbohnen. Und die klimaschädliche Konsequenzen
von deren Anbau werden durch Investitionen in Umweltprojekte kompensiert. Der Name des Materials: „Eos PA 1101 ClimateNeutral“.

Auch im Metallbereich haben die Bayern Innovationen am Start, die den CO2-Fußabdruck der Produktion verkleinern:
Ein Beispiel ist die Software-Lösung „SmartFusion“. Sie erlaubt es, deutlich weniger Stützstrukturen drucken zu müssen.
Ergebnis: Es wird sowohl Material als auch Energie gespart!
Wie das möglich ist, erklärt in dieser Folge die Eos-Regionaldirektorin für die DACH- und Benelux-Region: Tina Schlingmann.
Sie gibt außerdem eine Überblick über sonstige Material- und Maschinen-Innovationen des Unternehmens.

Bislang konnte Glas nur 3D-gedruckt werden, wenn am Ende gesintert wurde – bei weit über 1000 °C. Das schränkte die Wahl der möglichen Substrate deutlich ein. Computerchips beispielsweise halten solche Temperaturen nicht aus.
Forschende aus Karlsruhe haben nun eine Lösung gefunden, mit der Quarzglasstrukturen bei nur 650 °C entstehen. Möglich macht das ein hybrides organisch-anorganisches Polymerharz, dass mittels Zwei-Photonen-Polymerisation in Form gebracht wird.
Mit dem neuen Verfahren können u.a. winzige Sensoren, Linsen oder 3D-Lichtleiterbahnen gebaut werden. Details verrät in dieser Folge Forschungsleiter Jens Bauer vom Institut für Nanotechnologie (INT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

Die Bundeswehr sieht in den aktuellen Nachrichten oft nicht gut aus:
Da ist die Rede von veraltetem Material, mangelnder Motivation, überbordender Bürokratie...
In der Praxis ergibt sich ein anderes Bild – zumindest, wenn es um die additive Fertigung geht.
Der Moderator dieses Podcasts – Stefan Asche – der nicht an der Waffe, sondern im Behindertenwohnheim gedient hat,
durfte mit Kapitänleutnant Sascha Hartig und dem Bundesbeamten Dr. Felix Zimmer darüber reden,
was auf See, an Land und in der Luft in Sachen 3D-Druck passiert.
Spoiler-Alarm: Das ist weit mehr, als Sie denken… Deshalb: Reinhören!

Beim Beton-3D-Druck entstehen Bauteile bisher vor allem mittels Extrusion (s. Folge 5) oder Aufspritzen (s. Folge 22).
Dass es auch anders geht, zeigt eine Kooperation der Hochschule München mit der Fit AG. Die Forschenden orientieren sich bei ihrer „selektiven Zementaktivierung“ am Pulverbettverfahren, wie es im Kunststoff- und Metallbereich weit verbreitet ist.
Statt eines Laser- oder Elektronenstrahls nutzen sie allerdings einen Wasserstrahl, um das Basismaterial selektiv und schichtweise zu verfestigen.
Details zum Verfahren erklärt in dieser Folge Christiane Richter, Wissenschaftlerin am Institut für Material- und Bauforschung der Hochschule München.

Die additive Fertigung ist nur dann sinnvoll, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteil widerspiegeln. Gemeint sind etwa bionische Formen oder integrierte Funktionen. Das allerdings setzt entsprechendes Know-how bei der Konstruktion voraus – womit nicht jeder dienen kann.
Helfen will das Unternehmen Protolabs. Der weltweit agierende Produktionsdienstleister berät seine Auftraggeber, falls er Optimierungspotenzial beim Bauteildesign, dem kundenseitig gewünschten Material oder dem bevorzugten Produktionsverfahren erkennt. Dazu sitzen zahlreiche Experten in der Auftragsannahme. Protolabs nennt sie die „Faces Behind“.
Wie genau der Service funktioniert, schildert Christoph Erhardt in dieser gesponserten Folge. Dazu greift der „Manager Customer Projects & Additive Design“ auf das Fallbeispiel der Pansatori GmbH zurück. Die Österreicher stellen einen medizintechnischen Bügel her, der hinter dem Ohr angelegt wird und mittels Dauerakupressur etwaige Tinnitussignale verstummen lässt. Ursprünglich sollten alle Einzelteile des Geräts 3D-gedruckt werden. „Wir haben im Dialog mit der Firma aber schnell ausarbeiten können, dass einige Komponenten im Spritzgießverfahren wirtschaftlicher herstellbar sind“, so Erhardt. „Unsere Anpassungen und Musterteile konnten schnell überzeugen.“ Protolabs übernahm später sogar die Serienfertigung.

Laut Bundesumweltministerium werden in Deutschland 320.000 Einwegbecher verbraucht – pro Stunde! Das mündet in einer gigantischen Müllflut.
Wie kann diese eingedämmt werden? Eine Antwort darauf kannten schon die alten Inder: Sie haben vor rund 5000 Jahren Terracotta-Gefäße hergestellt. Gehen diese kaputt, werden sie wieder zu dem, was sie waren: ein Bestandteil der Natur.
Leider taugt das historische Produktionsverfahren nicht für eine industrielle Massenfertigung.
Die Lösung: gedruckte Ton-Behältnisse!
Genau darauf setzt das US-amerikanisch-deutsche Unternehmen Gaeastar.
Wie dessen Technologie funktioniert, was sie kostet und wohin sie führen könnte, erklärt in dieser Folge der Deutschlandchef und promovierte Maschinenbau-Ingenieur Malte Zur.

Die additive Fertigung rechnet sich nur, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteildesign widerspiegeln. Dabei geht es etwa um Leichtbau, Funktionsintegration oder Baugruppenkonsolidierung.
Erreichen kann diese Vorteile nur, wer sich auskennt mit Konstruktion, Maschinenbedienung und Post-Processing.
Doch wo wird dieses Wissen vermittelt? Der VDMA hat die Antwort – und teilt sie mit allen Interessierten. In einer aktiven Datenbank listet der Verband verschiedenste Weiterbildungsangebote auf und erlaubt das kostenlose Recherchieren. Details dazu erklärt in dieser Folge die Projektmanagerin Irene Skibinski.
Im zweiten Teil der Episode verrät Markus Heering jüngste Marktzahlen. Der Geschäftsführer der VDMA-Arbeitsgruppe Additive Manufacturing erläutert vorab und exklusiv, wie sich deutsche AM-Firmen zuletzt entwickelt haben – und welche erstaunlichen Erwartungen sie hegen.

In der deutschen Pharmazie werden Medikamente stets designt anhand von Musterpatienten. Die sind meist männlich, rund 40 Jahre alt und europäisch. Aber was ist mit Frauen, Seniorinnen und Senioren? Oder gar Kindern? Ein schwieriges Thema…
In der Onkologie (Krebstherapie) wird mittlerweile die „personalisierte Medizin“ in Ansätzen praktiziert. Ansonsten: leider kaum. Dabei gibt es Studien, die klar belegen, dass Standardmedikamente nur für rund 10% der PatientInnen hilfreich sind.
Gefragt sind also maßgeschneiderte Pillen. Ein Team aus der TH Köln arbeitet genau daran. In Kooperation mit der Universität Düsseldorf, der Merck KGaA und weiteren Partnern, haben die Wissenschaftler einen Drucker und ein spezielles, polymer-basiertes Filament entwickelt. Die Technologie verspricht jedem Patienten eine optimale Dosierung. Wie das geht, was das kostet? An wen PatientInnen sich künftig wenden sollen? Und welche Aufgabe bleibt dann noch den Apotheken?
Dieser Podcast gibt die entsprechenden Antworten. Formuliert werden sie vom Projektmanager Tilmann Spitz und dem Teamleiter Technik, Fabian Loose.