Der 3D-Druck findet in immer mehr Branchen Anwendung. Wird es möglich sein, mit seiner Hilfe Alltagsgegenstände wie Möbel herzustellen?
Die 3D-Druckindustrie wächst schnell und deckt immer mehr Bereiche des Marktes ab. Mit Hilfe von inkrementellen Fertigungsgeräten ist es heute möglich, dekorative Elemente oder architektonische Modelle, aber auch Schmuckprototypen, Zahnersatzmodelle und sogar Organe für komplexe Operationen herzustellen. Selbst Automobildesigner greifen zu Bauteilen aus Filamenten. Und wenn ja – ist es möglich, dass gedruckte Alltagsgegenstände, darunter auch Möbel aus dem 3D-Drucker, bald in unseren Wohnungen und Büros stehen werden?
3D-Möbel aus Filament - warum ist das so schwierig?
Es ist nicht schwer zu folgern, dass, wenn es einfach und kosteneffektiv wäre, Möbel auf dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung des 3D-Drucks herzustellen, wir sicherlich in der Lage wären, solche Produkte ohne Schwierigkeiten in Geschäften zu kaufen. Warum geschieht dies nicht? Mehrere Faktoren stehen dem im Wege. Zum einen ist der Arbeitsbereich der 3D-Drucker begrenzt – die Herstellung eines Bettgestells oder einer Kleiderschrankfront wäre in diesem Fall eine ziemliche Herausforderung. Das zweite Problem ist die Laufzeit der Druckmaschinen – während Industriemaschinen für die Herstellung von z. B. MDF-Platten eine große Anzahl wiederholbarer Teile in kurzer Zeit produzieren können, ist das Auftragen aufeinanderfolgender Schichten geschmolzenen Kunststoffs ein äußerst zeitaufwändiger Prozess.
Auch die Kosten für Filamente – relativ hoch, wenn größere Objekte gedruckt werden – rechtfertigen den Einsatz des 3D-Drucks für die Massenproduktion gängiger Möbeltypen vorerst nicht. Auch die mechanische Festigkeit ist ein Hindernis: Die in FFF-Druckern am häufigsten verwendeten Materialien eignen sich nicht für die Herstellung tragender Komponenten, die das Körpergewicht des Benutzers tragen müssen.
Möbelproduktion mit 3D-Druckern - warum lohnt es sich darüber nachzudenken?
Obwohl die 3D-Drucktechnologien heute noch nicht für die industrielle Möbelproduktion geeignet sind, wollen die Designer die Idee noch nicht aufgeben. Die inkrementelle Fertigung hat in der Tat eine Reihe von Vorteilen, die ihr enormes Potenzial für die moderne Möbelindustrie bestimmen.
Perfekte Reproduktion des Modells
Jedes Detail eines 3D-Druckers wird anhand eines 3D-Modells erstellt, das in einer CAD-Umgebung entworfen wird. Diese wird dann vom Druckkopf mit extremer Genauigkeit reproduziert, die Zehntel- oder sogar Hundertstel Millimeter beträgt. So lassen sich auch sehr ungewöhnliche Raumformen (in einem entsprechend kleineren Maßstab) mit beeindruckender Präzision modellieren. Unter anderem aus diesem Grund wurde der 3D-Druck als Fertigungsmethode von Ateliers für Kunst- und Luxusmöbel entdeckt. Denn 3D-Drucker erleichtern ihnen die Realisierung experimenteller, innovativer Formen, und die CAD-Umgebung hilft ihnen sogar, mögliche Designprobleme zu erkennen und leichter zu lösen.
Viele Materialien und Farben
Die Hersteller von Verbrauchsmaterialien für die 3D-Druckindustrie bemühen sich, ihren Kunden neue und verbesserte Materialien anzubieten, um eine Vielzahl von Anforderungen zu erfüllen. Es ist nun kein Problem mehr, z. B. Gummi-, Carbon- oder Holzfilamente zu finden. 3D-Drucker-Verbrauchsmaterialien sind auch im Hinblick auf ihre ästhetischen Eigenschaften interessant – wie metallischer Glanz, Glitzereffekt oder Transparenz. Darüber hinaus ist es möglich, mehrere Farben gleichzeitig zu drucken und sogar subtile Tonübergänge zu erzeugen, wenn die Geräte mit Filamentwechselsystemen oder zusätzlichen Arbeitsdüsen ausgestattet sind. Das wiederum bedeutet, dass ein mehrfarbiges Möbelstück sofort mit dem 3D-Drucker hergestellt werden kann, ohne dass es anschließend lackiert werden muss. Andererseits können die unterschiedlichen Eigenschaften der Fäden so gewählt werden, dass eine spätere Bearbeitung (z. B. Bohren) des Werkstücks möglich ist.
Ein 3D-Drucker anstelle von verschiedenen Geräten
Das Entwerfen eines kleinen Möbelstücks (oder eines größeren, aber aus mehreren Komponenten bestehenden Möbelstücks) und dessen Druck mit einem 3D-Drucker könnte die Produktionsprozesse vereinfachen. Denn der Konstrukteur müsste weder auf Zulieferer von Stahlkonstruktionen, Glas oder Holzbauteilen zurückgreifen noch in Anlagen investieren, um diese Materialien selbst zu verarbeiten. Er müsste nur noch die Feinheiten des 3D-Drucks beherrschen, um den Drucker zu seinem bevorzugten Werkzeug zu machen. Während eine solche Option bei der Massenproduktion nicht funktionieren würde, ist sie bei Kleinserien oder sogar Einzelanfertigungen – wie bei vielen anderen Luxusprodukten – durchaus machbar und sinnvoll.
Welche Art von Möbeln kann mit 3D-Druckern hergestellt werden?
Bei den 3D-gedruckten Möbeln, die bereits auf dem Markt sind, handelt es sich in der Regel um Stühle, Sessel, Tische und Hocker, Sofas oder Barhocker. Die Designer nehmen sich daher die Projekte vor, die ihnen den größten Spielraum für Experimente mit Form, Textur oder Oberfläche bieten. Wichtig sind auch die Eigenschaften des Designs, wie z. B. die mechanische Festigkeit (eine Herausforderung vor allem bei Gegenständen, die höheren Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. die bereits erwähnten Stühle oder Sessel) und der Verbrauch des Filaments. Die richtige Planung des Entwurfs, z. B. durch die Verwendung von durchbrochenen Formen oder Rippen, ermöglicht es, das optimale Verhältnis zwischen der Materialmenge für den 3D-Druck eines Möbelstücks und seiner Festigkeit zu finden. Es ist jedoch zu beachten, dass Kleinteile aus Filament von jedermann hergestellt werden können. Und das ermutigt zu eigenen Entwürfen: Nichts hindert Sie daran, zum Beispiel einen Zeitungshalter oder ein Badezimmerregal in Ihrer eigenen Werkstatt zu entwerfen und zu drucken.
