Wie Sie mit dem 3D-Druck beginnen können
The global 3D printing market is growing steeply, with an annual CAGR of 20%+, and is expected to reach approximately USD 31 billion in 2023 (vs. approx. USD 9 billion in Europe). Experts indicate that additive Fertigung will catch up to conventional manufacturing technologies such as CNC-Bearbeitung und sheet metal production in the coming years.
Quelle: Marketsandmarkets
The reasons for this growth are the many benefits that additive manufacturing provides.
Introduction to 3D Printing
3D printing is a revolutionary technology that has transformed how we design, prototype, and manufacture products. As an additive manufacturing process, it creates a physical object from a digital design by layering materials such as plastics, metals, and ceramics.
Unlike traditional processes that often involve subtracting material from a larger block, additive manufacturing builds objects layer by layer, allowing for intricate designs and reduced material waste.
The history of 3D printing dates back to the 1980s, with the development of the first stereolithography (SLA) machines. Since then, the technology has evolved significantly, creating various 3D printing methods and materials.
Today, 3D printing is widely adopted in industries such as aerospace, automotive, healthcare, and consumer goods, where it is used for creating prototypes, custom parts, and even end-use products.
This advanced technology has opened up new possibilities in design and manufacturing, making it an essential tool in the modern manufacturing industry.
Understanding the Printing Process
The 3D printing involves several critical steps: designing, slicing, and printing. It all begins with creating a digital model using computer-aided design (CAD) software.
This digital model serves as the blueprint for the physical object. Once the design is complete, the model is imported into slicing software, which divides it into horizontal layers. The slicer program generates a series of commands instructing the 3D printer on building each layer.
During the printing process, materials such as plastics, metals, and ceramics are extruded through a heated nozzle controlled by a computer.
The printer deposits these materials layer by layer, following the commands generated by the slicer software. This layer-by-layer approach allows for creating complex geometries and structures that would be difficult or impossible to achieve with traditional manufacturing processes.
Die Vorteile des 3D-Drucks entlang der Wertschöpfungskette
Design und Technik
Weniger Einzelteile: Die Gestaltungsfreiheit ermöglicht die Integration mehrerer konventionell hergestellter
Höhere Anpassungsfähigkeit: Effiziente Kleinserienproduktion ermöglicht maßgeschneiderte Anwendungen für die Masse
Leichtere Teile: Schichtweise Produktion ermöglicht die Herstellung bionischer Leichtbauteile
Kürzere Markteinführungszeit: Die werkzeuglose Produktion erhöht die Geschwindigkeit der Designzyklen von Prototypen
Fertigung
Schnellerer Herstellungsprozess: Kurze Rüstzeiten in der Produktion, weniger Produktionsschritte, mehr Flexibilität mit besserem Lastausgleich und weniger teilespezifische Ausrüstungen erhöhen die Geschwindigkeit der Produktion
Höhere Materialproduktivität: Das Verfahren der schichtweisen Fertigung reduziert den Materialabfall bei komplexen Geometrien im Vergleich
Lieferantennetzwerk
Mehr lokale Produktion: Keine teilespezifischen Werkzeuge und weniger manuelle Produktionsschritte ermöglichen digitale Bestände mit verteilten On-Demand-Produktionsnetzwerken
Erhöhte Widerstandsfähigkeit der Lieferkette: Weniger Einzelteile und Fertigungsschritte verringern den Bedarf an komplexen und anfälligen Lieferketten
Zusätzliches Anpassungspotenzial in der Lieferkette: Kundenspezifische Massenteile erhöhen die Kundenzufriedenheit und bieten neue Einnahmequellen innerhalb einer bestimmten Lieferkette
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MakerVerse ist eine Plattform für die Beschaffung von Industrieteilen. Sie bietet sofortigen Zugang zu einer geprüften Lieferkette und einer breiten Palette an Fertigungstechnologien. Mit KI-gestützter Angebotserstellung, Auftragsverwaltung und -abwicklung hilft MakerVerse bei allem, vom ersten Prototyp bis zur Serienfertigung.
Die drei Hauptanwendungsbereiche des 3D-Drucks
1. Prototyping und Modellierung
Beschleunigung der Markteinführung von Innovationen.
Beispiele hierfür sind:
- Design-Hackathons (z. B. Rapid Prototyping mit Drucken über Nacht und täglichen Design-Iterationen)
- Prüfung neuer Konstruktionsmerkmale (z. B. Integration von Einzelteilen, topologieoptimierte Teile)
- Lösung von Ad-hoc-Fertigungsproblemen (z. B. Geometrie)
Möchten Sie mehr über Rapid Prototyping erfahren? In diesem Leitfaden finden Sie einen ausführlichen Überblick.
2. Werkzeugbau
Geringere Einrichtungskosten für schnellere Werkzeuge für die Kleinserienproduktion
Beispiele hierfür sind:
- Formen (z. B. mit Kühlkanälen unter der Oberfläche, kosteneffizient für kleine Chargen)
- Werkzeuge für Montagelinien (z. B. kundenspezifische Greiferlösungen, Klemmen, Vorrichtungen)
3. Ersatzteile und Richtungsanfertigung
Verbesserung der Leistung und Beschaffung von Endverbrauchsteilen
Beispiele hierfür sind:
- Hochleistungsteile (z. B. topologieoptimierte Halterungen in der Luft- und Raumfahrt)
- Teile mit kundenspezifischer Oberflächentextur und -musterung (z. B. funktionale Griffe von Robotern)
- Ersatzteile auf Anfrage (z. B. bewegliche Teile, dringender Bedarf, Produktion in abgelegenen Gebieten)
Kritische 3D-Druck-Anwendungsfälle
Anwendungsfall #1: Anwendung der additiven Fertigung auf Prototyping und Modellierung für bessere Produkte und kürzere Designzyklen
Die Herausforderungen bei der Einführung der additiven Fertigung sind vielfältig. Erstens muss mehr Wissen über die Konstruktion vorhanden sein, um die Funktionalität und Herstellbarkeit von Prototypen zu gewährleisten. Dann ist da noch die Zykluszeit. Schnelle Iterationszyklen sind erforderlich, um die Zeit von den ersten Entwürfen bis zur Markteinführung der Endprodukte zu verkürzen. Schließlich müssen die geeigneten Materialien und Technologien ausgewählt werden, um die Anforderungen zu erfüllen.
Wie MakerVerse hilft
- Schnelles Design-Feedback: Kostenlose Beratung durch MakerVerse Experten und Unterstützung durch die digitale Plattform, um die Machbarkeit des Produktdesigns zu bestimmen
- Schnelle Auftragsvergabe: Schnelle Fertigung mit kurzen Vorlaufzeiten durch MakerVerse's Netzwerk von über 700 Druckern in ganz Europa
- Breites Materialangebot: Navigieren Sie durch MakerVerse's umfassende Portfolio mit über 25 Materialien und Technologien mit speziellen Entscheidungsbäumen
Anwendungsfall #2: Einsatz der additiven Fertigung zur Verbesserung des Designs und der Vorlaufzeit von Werkzeugteilen
Alle Unternehmen wollen die Geschwindigkeit erhöhen. Dies ist jedoch aufgrund von Hindernissen problematisch. Die größte Herausforderung sind die Investitionskosten, da die Werkzeuge aufgrund der Kleinserienproduktion auf verschiedenen Maschinen hohe Rüstkosten pro Einheit verursachen. Die Beschaffung der richtigen Teile ist riskant, da Werkzeuge viele Teile benötigen, die die Komplexität der Lieferkette und das Ausfallrisiko erhöhen.
Wie MakerVerse hilft
- Effizienter 3D-Druck als Dienstleistung: Sparen Sie Einrichtungskosten, indem Sie MakerVerse's Netzwerk von über 700 Druckern in ganz Europa nutzen
- Experten-Trost/Überprüfung: Integration von Einzelteilen in den Entwurf mit kostenloser fachlicher Beratung und der digitalen Plattform, die hilft, die Machbarkeit des Entwurfs zu bestimmen
- Strenge Qualitätssicherung: Qualitätskontrolle von Zeiss Gewährleistung der Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit der Werkzeuge
Anwendungsfall #3: Implementierung der additiven Fertigung zur Herstellung kritischer Ersatzteile und zur schnellen Reduzierung des Lagerbestands
Quickly sourcing spare parts while reducing inventory helps improve efficiency.
The challenge is that urgent spare parts require machine capacity close to the point of use, which might only sometimes be available. Furthermore, high service level objectives lead to extensive inventories with low turnover. Finally, rare out-of-production parts require high set-up costs for tooling and supply chain setup.
Wie MakerVerse hilft
- Schnelle Auftragsvergabe: Schnelle Durchlaufzeiten durch MakerVerse's Netzwerk von mehr als 1000 Druckern und Maschinen auf der ganzen Welt zu realisieren
- Zuverlässige Lieferkette: Verbessern Sie die Teileverfügbarkeit, indem Sie Teile digital auf MakerVerse speichern und sie bei Bedarf mit unserem zertifizierten Lieferantennetzwerk drucken
- Breites Materialangebot: Finden Sie effiziente Lösungen für nicht mehr produzierte Teile, die durch das umfassende Portfolio an Materialien und Technologien von MakerVerse ermöglicht werden.
