Die 3D-Technologie schreitet immer weiter voran, gleichzeitig werden die Einsatzmöglichkeiten dafür vielfältiger. Die Kombination mit anderen Verfahren sowie die Verarbeitung immer anderer Werkstoffe ermöglichen es, diesen Segen für die Industrie bzw. das Industriedesign weitreichender zu nutzen. Neben verschiedenen Prototypen wird mittlerweile auch die Produktion der Ritzel per FDM-3D-Drucker vorgenommen.
Ritzel-Produktion: 3D-Drucker und ihre Vorteile
Die Produkte, die per 3D-Drucker hergestellt werden, können schnell auf den Markt gebracht werden. Die Zeiten, die für die Entwicklung eingeplant werden müssen, sind kurz und technische Funktion, Ergonomie und Design der Prototypen können in einer realitätsnahen Umgebung geprüft werden. Marketing- und Vertriebsarbeit werden durch die Produkte unterstützt, die so früh in der Öffentlichkeit präsentiert werden können. Neben den Bauteilen für die Automobilindustrie, die Elektrotechnik oder die Luft- und Raumfahrt ist es auch die Ritzel-Produktion, die dank moderner 3D-Drucker effektiver möglich wird.
Ritzel finden vor allem im Bereich des technischen Maschinenbaus Verwendung und sind Bestandteile verschiedene Fahrzeuge und Maschinen. Ritzel sorgen für den Antrieb, ob nun bei einer motorbeschriebenen Maschine oder bei einem Fahrrad. Das Prinzip ist immer gleich.
Ritzel im Maschinenbau: 3D-Drucker für den Fortschritt
Die Ritzel-Produktion hat sich dank der modernen 3D-Drucker rasend schnell weiterentwickelt. Gerade der Bereich der Verfahrenstechnik profitiert stark vom Fortschritt in Bezug auf die Verwendbarkeit neuer Materialien im 3D-Druck. Heute sind 3D-Drucker sogar dazu geeignet, Einzelteile herzustellen, die zum Beispiel im Werkzeugbau eingesetzt werden. Halterungen, Teile für verschiedene Gehäuse, Zahnräder und Ritzel werden mithilfe der Drucker produziert. Dabei ist es inzwischen sogar möglich, die Serienproduktion anzutreiben. Der Prototyp eines Bauteils wird auf einer speziellen Prototyping-Anlage hergestellt, danach mit flüssigem Silikon abgegossen und ausgehärtet. Danach kann das Urmodell entformt werden, was durch ein Formwerkzeug aus Silikon möglich wird. So können Serienproduktionen durch die Hilfe einer Vakuumgießmaschine oder durch das Zweikomponentengießharzen ausgeführt werden. Das Spritzgießverfahren stößt hier an seine Grenzen – der 3D-Druck aber nicht.
Ritzel-Produktion per 3D-Druck: Qualität und Umwelt
Geht es um die Produktion, stellt sich immer auch die Frage nach der Umweltverträglichkeit der einzelnen Verfahrensweisen. Produkte sollen im besten Fall recyclingfähig sein, sie sollen energiesparend und umweltfreundlich hergestellt worden sein. Die additive Fertigung, zu der auch der 3D-Druck gehört, punktet hier besonders. Es verursacht deutlich geringere Kosten als zum Beispiel das Spritzgießen und braucht auch deutlich weniger Energie. Ob die Produkte letzten Endes die gleiche Qualität aufweisen wie herkömmlich hergestellte, wird allerdings erst die Praxis beweisen. Denn noch fehlen langfristige Studien und die Auflagen beispielsweise der Automobilhersteller sind hoch. In der Produktion der Ritzel kann aber davon ausgegangen werden, dass diese qualitativ wie gewohnt hochwertig sein werden.
Produktion der Ritzel: Vorteile der FDM-Technologie
Die FDM-Technologie zählt zum Bereich der Rapid-Anwendungen. Die Produktion der Ritzel erfolgt darüber kostengünstig und schnell. Ein FDM-Drucker hat sogar Einzug in die ISS gefunden, wo die NASA damit Ersatzteile herstellt. Hier werden Kunststoffschmelzdrähte für die Produktion – unter anderem auch für Ritzel – eingesetzt, wobei diese speziell den Anforderungen an den Einsatz im Weltraum gerecht werden müssen.
Natürlich werden FDM-Drucker auch auf der Erde eingesetzt, wobei einige Druckermodelle sich tatsächlich selbst herstellen können. Die Produktion wird in Einzelteilen vorgenommen; diese entstammen allesamt einem 3D-Drucker. Dabei handelt es sich aber meist um Einzelmodelle, die nur Testzwecken dienen sollen.
Die FDM-Technologie hat aber auch Grenzen. Diese betreffen die Gestaltungsmöglichkeiten in Geometrie und Form. Frei schwebende Geometrien sind mit der FDM-Technologie nicht umsetzbar, denn hier fehlt das Stützmaterial, auf das die einzelnen Schichten aufgebaut werden können. Möglich hingegen ist das Drucken von Formen, Hohlkörpern und verschiedenen Figuren mit diversen Geometrien.
Zahnräder können durch die Produktion mittels 3D-Drucker zu einem günstigen Preis entstehen. Die sonst übliche lange Prozesskette wird verkürzt und die geforderten Produkte entstehen in deutlich kürzerer Zeit. Danach könnte theoretisch eine Serienproduktion folgen. Das Problem ist aber, dass das Zahnrad, welches auf diese Art entstanden ist, nur feste Anforderungen erfüllt und damit wenig flexibel ist. Derzeit ist es auch noch nicht möglich, eine Serienproduktion unter Zeitdruck zu fertigen – ausreichende Produktionsphasen sind immer noch nötig.
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