Einstieg 3D-Druck: Hewlett Packard setzt auf Speed und will neue Industriestandards etablieren

30. Oktober 2014, 11:03 Uhr | Hot/Flop, Meinung, Neues, Technik

Wie angekündigt: Hewlett Packard stellte gestern seine lang erwartete 3D-Drucktechnologie „Multi Jet Fusion“ vor, zusammen mit einem PC namens Sprout, der dreidimensionale Gegenstände erfassen und in einen digitalen Arbeitsbereich überführen kann. Zusammen nennt HP das das „Blended Reality Ecosystem“. Wegen des besonderen Interesse der 2D-Be-Druckindustrie an Marktpotentialen des 3D-Drucks widme ich mich hier nun aber ausschließlich der Technologie des Multi Jet Fusion und HPs Plänen in der 3D-Druckvorstufe.

(Abb.: Hewlett Packard)

(Abb.: Hewlett Packard)

Ich finde es ausgesprochen erfrischend und vom Konzept her fast schon ganzheitlich, wie sich HP diesem Thema annimmt. Die Firma brauchte zwar einen langen Anlauf, macht es nun nach meiner ersten Einschätzung aber richtig. Die Positionierung der 3D-Drucker als alltagstaugliche Geräte in praktisch allen Industrien passt. Und HP hat die Größe und Vertriebskraft, die additive Fertigung weiter zu pushen. Die heutigen Marktführer wie Stratasys und 3D Systems sind gegen HP Zwerge und haben von den Börsianern als Reaktion auf HPs Ankündigung gleich mal Kursverluste aufgedrückt bekommen. Aber bis zur Einführung ist es noch etwas hin. Prototypen wird es nächstes Jahr geben und die Markteinführung findet erst 2016 statt. Zeit genug für diejenigen, die im 3D-Druckmarkt Chancen sehen, sich mit der Materie weiter gründlich vertraut zu machen – oder doch erst Erfahrungen mit Geräten anderer Hersteller zu sammeln.

Schema der Druckarchitektur bei Multi Jet Fusion. (Abb.: HP)

Schema der Druckarchitektur bei Multi Jet Fusion. (Abb.: HP)

Die wenigen handfesten Fakten, die man jetzt bereits weiß, reichen aber aus, um den Kurs von HP bei der additiven Fertigung abschätzen zu können:

  • Das Multi Jet Fusion Verfahren arbeitet mit Thermal-Inkjet-Köpfen. Damit ist HP nicht der erste Hersteller im Markt, Xaar beispielsweise bietet anderen Herstellern ebenfalls Inkjet-Druckköpfe für den 3D-Druck an. HP hat sich in den vergangenen Jahren andere Verfahren angesehen, sich dann aber aufgrund ihrer eigenen Expertise und Entwicklungsarbeit auf das Inkjet-Verfahren konzentriert. Bei Multi Jet Fusion setzt HP zusätzlich zum Substrat Fusing Agents und Detailing Agents ein, die Verfestigung, Kantenschärfe und Oberflächenglätte steuern.
  • Die „Auflösung“, besser die Detailfeinheit der additiven Fertigung mit Multi Jet Fusion, gibt HP mit fünf Mikron an, feiner als ein Seidenfaden. Das ist im Vergleich zu bestehenden industriellen Anwendungen bereits in der Spitzenklasse.
  • Es war absehbar, dass HP viel Wert auf eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit legt. Inwieweit das Multi Jet Fusion Verfahren diesen Anspruch einlösen kann, ist noch unklar. HP stellt hier nur die Aussage in den Raum, das Verfahren sei zehnmal schneller als jede sich heute auf dem Markt befindliche Technologie. Die jetzigen 3D-Druckköpfe arbeiten mit 10.000 Düsen je Kopf, können 30 Millionen drops/inch in einer Sekunde aufbringen – und das lässt sich für einen Geschwindigkeitszuwachs auch noch skalieren.
  • Mit welchen Materialien ein 3D-Drucker operiert, bestimmt wesentlich seine Einsatzzwecke. Im 3D-Druckbereich wird von Plastik über organische Stoffe, Zellgewebe bis hin zu Metallen eine Vielzahl von Materialien verwendet, die einzelnen heute existierenden Verfahren sind jedoch auf eine jeweils kleinere Materialauswahl beschränkt. Hier lässt HP ebenfalls noch offen, welche Materialauswahl bei Markteintritt zu erwarten ist. HP sagt heute, dass das Angebot sich anfangs auf thermoplastische Materialien beschränken wird. In der Forschung sind aber auch Keramiken und Metalle, für die Multi Jet Fusion vom Prinzip her ebenfalls geeignet sei.
4C, aber noch keine Farbreproduktion: Erste 3D-gedruckte Teile aus den HP-Labors in Barcelona. (Abb.: HP)

4C, aber noch keine Farbreproduktion: Erste 3D-gedruckte Teile aus den HP-Labors in Barcelona. (Abb.: HP)

  • Bei den Materialeigenschaften dürfte es ebenfalls zunächst auf opake, fest-harte Ausdruckprodukte hinauslaufen. HP reklamiert für das Multi Jet Fusion Verfahren aber auch die Möglichkeiten Transparenz, Biegsamkeit, Elastizität, elektrische und thermale Leitfähigkeit und weitere Eigenschaften.
  • Und schließlich komme ich zu den Farbeigenschaften. Die ersten Geräte werden CMYK-3D-Drucker sein. Damit lassen sich Stand heute Flächenfarben mischen, aber eben noch keine fotorealistischen Oberflächen (wie bei einer Bildreproduktion) erzielen. Hier setzt HP auf eine neue Voxel-Technologie. Das Wort Voxel steht für volumetrisches Pixel, also ein Bildpunkt, der dreidimensional beschrieben ist. (Der 3D-Druckerhersteller Voxeljet verwendet den Begriff schon länger.) HP will jedes einzelne Voxel mit einer eigenen CMYK-Prozessfarbe adressieren können. Um zu einen späteren Zeitpunkt fotorealistische 3D-Reproduktionen zu erzielen, muss HP dazu weit vor den eigentlichen 3D-Druck aktiv werden. Unter anderem sollen ein neues 3D-Standard-Dateiformat und neue Software entstehen, die die Limitierungen existierender Formate wie STL aufheben. Das ist eine große Aufgabe im Markt der CAD-Software, in dem HP nicht gerade heimisch ist. Ob nun Multi Jet Fusion sein Potential entfalten kann, hängt meiner Meinung nach wesentlich von Kooperationen mit Partnern der 3D-„Druckvorstufe“ ab.

Die vorgestellten Konzept-Geräte werden in ihrer heutigen Form nicht auf den Markt kommen. Was die Maximalgröße der fertigbaren Teile angeht, kann man aber schon erste Abschätzungen machen. Bei den Demonstrationsgeräten kommt HP auf Teilegrößen von unter einem halben Meter Seitenlänge. Bei Markteintritt erwarte ich wenigstens zwei Größenklassen. Wie bereits lange angekündigt zielt HP auf industrielle Kunden ab, und zwar in allen möglichen Branchen. Die Gerätepreise werden sich in einem Bereich ab 100 000 Euro bewegen – weit weg von einem möglichen Heimanwendermarkt.

Bleibt für die meisten Stammleser von beyond-print die Frage, ob sich denn mit Multi Jet Fusion grundsätzlich etwas am Einsatzpotential von 3D-Druck bzw. der additiven Fertigung in der (2D)Druckindustrie ändern wird. Ich meine, die Optionen werden mehr, aber grundsätzlich ist die additive Fertigung etwas komplett anderes als Be-Drucken von Papier und anderen Substraten. Ein besserer Ansatz ist der des betriebenen Geschäftsmodells. Wer beispielsweise im E-Business auf Mass Customization setzt, hat mit dem 3D-Druck neue Marktpotentiale. Erste Onlinedruckfabriken probieren sich ja bereits heute in diesem Segment aus.

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