Mangelnde Kontrolle 19.12.2014, 11:54 Uhr

3D-Druck zwingt zu neuen Testverfahren

Immer häufiger nutzen Unternehmen 3D-Drucker. Die Bandbreite reicht von der Herstellung von Prototypen bis zu montagefertigen Komponenten für vielfältige Produkte. In den Vereinigten Staaten gibt es in jüngster Zeit aber Bedenken einzelner Behörden, die für sicherheitsrelevante Produkte zuständig sind. Sie verlangen zusätzliche Prüfungen.

Siemens nutzt das 3D-Druckverfahren, um Formen herzustellen, die mit anderen Produktionsverfahren unmöglich sind. 

Siemens nutzt das 3D-Druckverfahren, um Formen herzustellen, die mit anderen Produktionsverfahren unmöglich sind. 

Foto: Siemens

Geäußert hat diese Bedenken in den USA als erste die Federal Aviation Administration (FAA), die für die Zulassung neuer Flugzeugtypen verantwortlich ist und dabei zugleich die Rolle des so genannten Regulators spielt. Aber auch die entsprechende Behörde für Medizintechnik und Arzneimittel, die Food and Drug Administration (FDA), hat sich zu Wort gemeldet. Beide bewerten den 3D-Druck bislang als “Nischenvorgang”, der erst langsam zu einem industriellen Standardprozess heranwächst. “Die Regulatoren wollen sicherstellen, dass der 3D-Druck die gleichen Leistungskriterien erreicht oder sogar übertrifft, die bisher gelten”, erklärt Pete Basiliere, Analyst beim amerikanischen Marktforscher Gartner.   

Anwender wie Drucker-Produzenten sind gefordert

Künftig soll nachgewiesen werden, dass im 3D-Druck hergestellte Produkte nicht weniger sicher als jene sind, die auf traditionelle Weise erzeugt werden. Die Schwierigkeit für Anwender wie Druckerhersteller liegt darin, Testverfahren zu entwickeln, die von der Regulatoren akzeptiert werden.

Bislang sind für die jeweiligen Komponenten, die gegossen, gepresst oder aus einem Materialblock herausgearbeitet wurden, überhaupt keine speziellen Tests vorgeschrieben. Im 3D-Druck dagegen werden die gleichen Komponenten aus Metallpulver oder Kunststoff schichtweise aufgebaut. Das aber veranlasst die FAA dazu, nun für diese gedruckten Teile den Nachweis zu verlangen, dass sie den traditionell gefertigten qualitativ in keiner Weise nachstehen.

Behörden interessiert Dauerhaftigkeit und Materialverhalten

Die Regulatoren wollen dabei vor allem sicher gehen, dass das gedruckte Produkt die gleiche Dauer-Stabilität aufweist wie sein Vorläufer. Daneben interessiert das Materialverhalten und hier wiederum besonders dessen Alterungsprozess. Eine Rolle spielt dabei, dass nur ein kleiner Prozentsatz aller Kunststoffe überhaupt für den 3D-Druck infrage kommt. Während es mehrere Zehntausende verschiedenster Kunststoffe gibt, eignen sich kaum mehr als 2000 für den 3D-Druck. Das bedeutet: Mit dem neuen Verfahren geht oft auch der Wechsel zu einem anderen Kunststoff einher.

Ein 3D-Drucker des Unternehmens SLM Solutions steht in einer Werkhalle.

Ein 3D-Drucker des Unternehmens SLM Solutions steht in einer Werkhalle.

Foto: SLM Solutions/dpa

Das amerikanische Unternehmen Custom Control Concepts baut jetzt für solche Prüfungen ein spezielles Testlaboratorium auf, das von der FAA ausdrücklich akzeptiert wird. General Electric geht den Weg, den Druckprozess ständig zusätzlich zu überwachen, um sicherzustellen, dass die hier für Triebwerke aus Metallpulver aufgebauten Komponenten ausnahmslos den Erfordernissen entsprechen.

Keine Feindschaft zur neuen Technologie

Die FDA betont, den 3D-Druck ausdrücklich zu begrüßen. Denn damit werde es beispielsweise möglich, individuell auf den einzelnen Patienten zugeschnittene Produkte herzustellen. US-Unternehmen beklagen indes, die Anforderungen der Behörden verzögerten die Entwicklung bei extrem sicherheitsrelevanten Produkten. So wird zum Beispiel davon ausgegangen, dass der Druck von Herzklappenventilen noch eine ganz Weile auf sich warten lassen werde, bis es geeignete Prüfverfahren gibt.

Als sicher gilt aber das weitere starke Wachstum des 3D-Drucks. 2013 wurden laut Gartner für Drucker und Materialien weltweit umgerechnet 2,5 Milliarden Euro ausgegeben. 2020 sollen es schon 17 Milliarden Euro sein.

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