Die Zukunft der Fertigung: Wie der 3D-Druck die Verbindungstechnik revolutioniert

Mithilfe der additiven Fertigung gelingt es mittlerweile, durch mehrere Schichten dreidimensionale Gegenstände zu erzeugen. Ob das eigene Abbild via 3D-Drucker oder die am Computer erstellte Vorlage als anschließendes Kunststoffprodukt: Diese Herstellungsmethode ist in der Industrie und Forschung auf dem Vormarsch. Doch ist der 3D-Druck in der Lage gängige Verbindungstechniken wie Schrauben, Hämmern und Bohren vollumfänglich zu ersetzen?

Verbindungstechniken im Überblick: Welche Arten gibt es?

Unternehmer, Handwerker und Kreative, welche verschiedene Teile aneinanderfügen möchten, greifen auf unterschiedliche Verbindungstechniken zurück. Es existieren zahlreiche Möglichkeiten, mehrere Elemente miteinander zu verbinden. Die Effektivität der Verbindung ist dabei abhängig vom gewählten Werkstoff.

Insbesondere in der Industrie steht die Effizienz im Vordergrund. Einige Unternehmen, haben sich darauf spezialisiert, ihre Kunden bezüglich der Verbindungstechnik fachmännisch zu beraten. Dazu zählt beispielsweise auch Böllhoff, die mit ihrem speziellen Service Ecotech helfend zur Seite stehen. Zu den typischen Verbindungstechniken zählen zum Beispiel:

• Schrauben
• Nageln
• Kleben
• Löten und
• Schweißen.

Diese Einteilung ist in weitere Kategorien möglich. So gibt es:

• Kraftschlüssige Verbindungen
• Formschlüssige Verbindungen
• Stoffschlüssige Verbindungen

Kraftschlüssige Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, dass diese durch die Anwendung von Kraft entstehen. Eine solche Power bildet sich durch Druck oder Reibung. Ein typisches Beispiel hierfür ist das Verknoten, Nageln oder Festklemmen von Gegenständen. Ob im industriellen, handwerklichen oder privaten Bereich: kraftschlüssige Verbindungen sind vielerorts notwendig, um Elemente miteinander zu vereinen.

Formschlüssige Verbindungen dagegen versperren sich bei Bewegung. Ein typisches Beispiel aus dem privaten Gebraucht stellt der Reißverschluss dar. Aber auch Zahnräder sind eine charakteristische formschlüssige Verbindung. Ein weiteres, klassisches Beispiel ist die Schraube: Nach der Einarbeitung in die Bauteile sorgt sie dafür, dass diese miteinander verbunden bleiben.

Bei stoffschlüssigen Verbindungen handelt es sich um eine meist untrennbare Aneinanderreihung von Materialien. Möglich ist dies durch Klebstoffe oder Techniken wie das Schweißen und Löten.

Der 3D-Druck ist auf dem Vormarsch

Die Rapid-Technologie, zu der auch der 3D-Druck zählt, stellt eine weitere Möglichkeit dar, Elemente miteinander zu verbinden. Diese Technik kommt ohne den Einsatz von Nägeln und Schrauben aus. Bei der additiven Fertigung werden Stück für Stück mehrere Schichten aufeinander getragen, bis ein dreidimensionales Objekt entsteht. Zu den typischen Werkstoffen für den 3D-Druck, zählen primär Kunststoff und Keramiken. Metalle kommen in Pulverform zum Einsatz. Ähnlich wie bei der Digitalisierung setzen nach und nach immer mehr Unternehmen auf die neuartige Technik. Dazu zählt beispielsweise die Spielwarenindustrie, die Verpackungsindustrie sowie Hersteller von Mode und Schmuckartikeln. Der 3D-Druck kommt derzeit vor allem dann infrage, wenn wenig Stückzahlen und eine hohe Individualisierung der Produkte gefordert ist. Viele kennen dieses Verfahren gerade deshalb eher aus der Unterhaltungsbranche und von Messen.

Fazit – Die additive Fertigung stellt noch keine vollumfängliche Lösung für die Verbindungstechnik dar

Der 3D-Druck ist noch nicht in der Lage, gänzlich alle gängigen Verbindungstechniken zu ersetzen. Da additive Fertigungsverfahren vorwiegend mit Kunststoff arbeiten und für Metallprodukte nur langsam zum Einsatz kommen. Jedoch entwickelt sich auch die additive Fertigung kontinuierlich immer weiter. Ob wir irgendwann auf Nägel und Schrauben verzichten können, wird die weitere Zukunft zeigen. Es ist definitiv bereits jetzt eine technische Errungenschaft, dass ein 3D-Drucker komplexe Modelle aus Kunststoff herstellen kann.