Neue industrielle Revolution: Einzelstücke in Massenfertigung

Mit seinem neuen 3D-Druck-System Multi Jet Fusion will HP die nächste industrielle Revolution einläuten. Grob auf den Punkt gebracht lautet das Motto: Massenfertigung von individualisierten Einzelstücken. [...]

Mit diesen „Reibungspunkten“ will HP mit seiner Technologie aufräumen und spricht in diesem Zusammenhang bereits von der nächsten industriellen Revolution. Es geht nicht mehr darum, einzelne Prototypen und Kleinserien mit dem 3D-Drucker zu produzieren, sondern um die Massenproduktion von individualisierten Waren, wie es im Digi-Druck bei personalisierten Printprodukten heute schon möglich ist – und das nach Möglichkeit auch noch on demand, ganz ohne teure Lagerhaltung, und zu deutlich geringeren Kosten. Der Name der schon 2014 angekündigten Technologie erinnert an HPs „normale“ Druckerflotte, die Ähnlichkeiten beschränken sich aber nicht nur auf die Nomenklatur.

VON PÜLVERCHEN UND AGENTEN

Bei HPs Verfahren wird erst eine ganze Lage des pulverförmigen Polyamid-Grundmaterials in einer dünnen Schicht aufgebracht, dann werden jene Teile, die verfestigt werden sollen, mit dem sogenannten Fusing-Agent (einer Chemikalie) beschichtet. Die anderen Teile, die pulverförmig bleiben sollen, werden mit einem Detailing-Agent besprüht. Die Agents sorgen dafür, dass nur jene Teile verschmelzen, die es auch sollen. Nach dem Aufbringen von Pulver und Agents auf der Grundplatte wird die komplette Schicht gleichzeitig bestrahlt, bevor es mit der nächsten Schicht weitergeht. Temperatursensoren überprüfen dabei ständig den Zustand und adaptieren die Energiemenge für ein optimales Ergebnis.

HP verwendet für das präzise Aufbringen der Agents sein Inkjet-Verfahren, mit dem es seit Jahrzehnten Erfahrung hat – und für das es viele Patente hält. Unter anderem deshalb ist es unwahrscheinlich, dass ein anderer Hersteller mit einem ähnlichen Verfahren auf den Markt kommt. Ohne HP-Patente zu verletzten, wäre das kaum möglich.

Die Werkstücke können in den aktuellen Geräten bis zu 40 x 30 x 40 cm groß sein, die kleinste Einheit in der gedruckt wird, sind 20 x 20 x 17 Microns – das ist die Größe der einzelnen Partikel, die HP Voxel nennt, also dreidimensionale Pixel. Dabei ist es für die Druckgeschwindigkeit unerheblich, wie komplex und groß die Strukturen einer Schicht sind. Ein Durchgang dauert immer ungefähr gleich lange. Selbst sehr komplizierte Gebilde verlängern also nicht den Prozess. Überschüssiges, unverschmolzenes Pulver kann zu 80 Prozent wiederverwendet werden, und muss nicht entsorgt werden, was Kosten spart.

HP setzt auf eine Kombination aus zwei Maschinen: Den eigentlichen 3D-Drucker und die Processing Station. Dazu kommt noch die Build Station, ein rollbares Modul, in dem sich das Grundmaterial befindet und auf dem auch das Werkstück gedruckt wird. Dieses Modul wird zuerst in die Processing Station geschoben, wo sie mit dem Material befüllt wird. Dann wird das Modul in den Drucker geschoben, wo das gewünschte Objekt entsteht. Nach dem Abschluss des Druckvorgangs kommt die Build Station zum Abkühlen wieder in die Processing Station, wo auch das überschüssige Pulver abgesaugt und recycelt wird. Der Drucker kann sofort wieder mit einer weiteren Build Station befüllt werden und weiterarbeiten, er wird also nicht durch die Abkühlphase blockiert.