3D-Druck und -Fertigung: Der Ingenieurstandard 2026

Zusammenfassung

• Der Wandel: Hardware der Zukunft legt den Fokus auf Wiederholgenauigkeit statt auf reine Geschwindigkeit. Der Geschwindigkeitswettbewerb von 2024 ist vorbei; Toleranzgenauigkeit ist das neue Kriterium.

• Materialien: Carbonfaser-Nylon und PPS sind heute Standardfilamente für Desktop-Drucker und erfordern spezielle Belüftungssysteme.

• Sicherheit: Harzdruck ohne dedizierte Absaugung (gemäß ISO 10993) ist fahrlässig.

• Fertigung: Es geht nicht nur ums Drucken. Wärmehärtende Einsätze, Ultraschallschweißen und Präzisionslöten sind unerlässlich für die Herstellung funktionaler Bauteile.

Vor fünf Jahren zogen wir eine klare Trennlinie. Prototypen wurden aus PLA für die Nachbildung von Modellen gefertigt. Die Serienfertigung erfolgte im Spritzgussverfahren. Im ersten Quartal 2026 wird diese Trennlinie aufgehoben. Wir befinden uns nun im Zeitalter der Brückenfertigung.

Die Prototypenphase

Hier geht es weiterhin um hohe Iterationsgeschwindigkeit. Mithilfe von Hochgeschwindigkeits-Entformungsmodi – mittlerweile Standard bei 800 mm/s auf Maschinen wie den neuesten CoreXY-Systemen – werden Passform und Form geprüft. Ziel ist es, Fehler zu erkennen und zu beheben. Wer nicht schnell scheitert, lernt nichts.

Die Serienfertigungsphase

Hier ändert sich die Herangehensweise. Wir ändern nicht die Maschine, sondern die Prozessparameter:

1. Fülldichte: Umstellung von 15 % Raster auf 100 % Gyroid- oder konzentrische Vollfüllung für isotrope Festigkeit.

2. Material: Wir ersetzen entformtes PLA durch gefüllte Nylons oder Polycarbonat.

3. Toleranzen: Wir verwenden den Standard 2026 für die Extrusionskalibrierung im geschlossenen Regelkreis (Lidar-gestützter Materialfluss), um eine Toleranz von +/- 0,05 mm einzuhalten.

Wenn Sie 500 Sensorgehäuse drucken und diese den Betriebsbedingungen standhalten, produzieren Sie. Lassen Sie sich nichts anderes einreden.

Ihr Labor braucht mehr als nur einen Drucker. Um Bauteile in technischer Qualität herzustellen, benötigen Sie ein komplettes Fertigungssystem. Hier ist die Standardkonfiguration, die ich kleinen bis mittelgroßen Ingenieurteams in diesem Jahr empfehle.

| Gerätetyp | Standard 2026 | Warum das wichtig ist |

| :--- | :--- | :--- |

| FDM-Drucker | Geschlossener CoreXY-Drucker mit aktiver Kammerheizung (60 °C+) | Unverzichtbar zur Vermeidung von Verzug bei ABS/ASA/Nylon. Passive Gehäuse sind für technische Werkstoffe nicht mehr geeignet. |

| SLA/DLP-Drucker | 12K Mono-LCD mit automatischer Harzzufuhr | Auflösung ist wichtig, Sicherheit jedoch noch wichtiger. Automatisches Befüllen/Entleeren reduziert die Chemikalienbelastung. |

| Ultraschallreiniger | Dualfrequenz (28/40 kHz) mit Entgasungsfunktion | Entfernt Stützmaterial und nicht ausgehärtetes Harz aus Sacklöchern. Unverzichtbar für die Freigängigkeit von Mechanismen. |

| Aushärtungsstation | Stickstofffreie Aushärtungskammer | Sauerstoff hemmt die Aushärtung. Stickstoffatmosphäre gewährleistet nicht klebrige, vollständig polymerisierte Oberflächen. |

| Lötstation | Induktionserwärmung mit Wärmerückgewinnung | Zum Einbetten von Elektronik in gedruckte Gehäuse ohne Schmelzen der thermoplastischen Struktur. |

Hören Sie auf, alles für PLA zu entwickeln. Es zersetzt sich unter UV-Licht und verzieht sich in einem heißen Auto. Als Industriehygieniker achten wir auf die Sicherheitsdatenblätter (SDB) und die mechanischen Belastungsgrenzen.

• PETG-CF (Kohlenstofffaser): Der Arbeitspferd von 2026. Die Fasern kaschieren Schichtlinien und erhöhen die Steifigkeit. Ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit.

• ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat): Der König für den Außenbereich. Es ist das, was ABS hätte sein sollen. UV-stabil und mit Aceton glättbar.

• TPU 95A: Flexible Dichtungen und Stoßdämpfer. Moderne Direktantriebsextruder verarbeiten dieses Material mit Geschwindigkeiten, von denen wir vor drei Jahren nicht einmal träumen konnten.

Dr. Thornes Warnung: Das Drucken von gefüllten Materialien (Kohlenstoff-/Glasfaser) erzeugt Mikropartikel. Wenn Sie diese ohne HEPA-Filter (H13 oder H14) verwenden, atmen Sie Glasstaub ein. Überprüfen Sie umgehend Ihre Belüftung.

Ich betrete immer wieder Makerspaces, die nach süßlichem Plastik riechen. Dieser Geruch stammt von Styrol, einem Nervengift. Im Jahr 2026 ist die Ignoranz gegenüber VOCs (flüchtigen organischen Verbindungen) inakzeptabel.

1. Belüftungsarchitektur

Umluftfilter sind das absolute Minimum, keine Lösung. Ihr FabLab benötigt eine Unterdruckbelüftung mit Abluft nach außen. Falls eine Abluft nach außen nicht möglich ist, benötigen Sie einen leistungsstarken Industrieabscheider mit mindestens 5 kg Aktivkohle, keine kleinen USB-Filter.

2. Umgang mit Harz

Harz ist ein Allergen. Nach wiederholtem Kontakt kann sich eine lebenslange Allergie entwickeln.

• Handschuhe: Nur Nitrilhandschuhe. Latex zersetzt sich bei Kontakt mit Harz.

• Schutzbrille: Spritzschutzbrille gemäß ANSI Z87.1. Ein Spritzer ins Auge kann dauerhafte Hornhautschäden verursachen.

• Entsorgung: Ausgehärtetes Harz ist Restmüll. Flüssiges Harz ist Sondermüll. IPA-Lösung nicht in den Abfluss gießen. Verdunsten lassen oder fachgerecht entsorgen.

Ein frisch gedrucktes Objekt ist erst zu 60 % fertig. Die Fertigung umfasst die Nachbearbeitung.

1. Wärmeeinsätze: Schrauben Sie niemals direkt in Kunststoff, wenn sie mehr als einmal entfernt werden müssen. Verwenden Sie stattdessen Wärmeeinsätze aus Messing. Pressen Sie diese mit einem Lötkolben bei einer Temperatur von 10–15 °C über der Glasübergangstemperatur (Tg) des Kunststoffs ein.

2. Glühen: Bei Hochtemperaturanwendungen müssen Sie Ihre Bauteile glühen (backen), um innere Spannungen abzubauen. Moderne Slicer können die beim Glühen auftretende Schrumpfung bereits berücksichtigen.

3. Dampfglättung: Bei ASA/ABS versiegelt die Dampfglättung mit Aceton die Oberfläche und macht sie wasserdicht und desinfizierbar. Dies ist entscheidend für Prototypen im medizinischen Bereich oder für den Lebensmittelkontakt.