Eine Einführung in die Welt der additiven Fertigung

Wissenschaft und Technik haben maßgeblich zum Fortschritt der Menschheit beigetragen und sind die Schlüsselakteure, die unsere Gegenwart und Zukunft prägen, unsere Gesundheit und Lebensstandards verbessern, es der Menschheit ermöglichen, den Planeten zu verlassen, auf dem Mond zu landen und ferne Sterne und Galaxien zu erforschen. Die additive Fertigung (AM) oder 3D-Druck ist das neueste technologische Wunder in der Fertigung, das uns dazu zwingt, anders über die Gestaltung und Herstellung von Teilen und Komponenten, den Ort, an dem die Teile hergestellt werden, die Lieferketten, die Umweltauswirkungen der Fertigung und die souveräne Fähigkeit nachzudenken. AM wird nun als disruptive Technologie wahrgenommen, wegen der Vorteile und Möglichkeiten, die sie gegenüber den lang etablierten traditionellen Fertigungstechnologien bietet. Es handelt sich um eine relativ junge Technologie, etwa 30 Jahre seit der Erfindung des ersten 3D-Druckers, im Vergleich zu herkömmlichen subtraktiven Technologien, die seit Jahrhunderten existieren. Der Mainstream-AM ist tatsächlich erst in den letzten 5 bis 10 Jahren aufgetaucht, da sowohl die 3D-Drucktechnologie als auch die Ausgangsmaterialien weiterentwickelt wurden und robuster, billiger und zuverlässiger geworden sind, was den Herstellern das notwendige Vertrauen gibt, sie in der Serienproduktion einzusetzen. Die Aktivität in AM ist auf einem Allzeithoch, da verschiedene Stakeholder, Unternehmensleiter, Investoren, Forscher und Regierungsbehörden versuchen, ihre Entwicklung vorherzusagen. Globale Organisationen aller Art versuchen zu verstehen, welche Rolle sie im AM-Bereich spielen können. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über AM und sein enormes Potenzial für die Weiterentwicklung der chemischen Wissenschaften und Technologie. Eine ausführliche Diskussion der grundlegenden und angewandten Aspekte jeder einzelnen AM-Technologie und wie sie sich auf die chemischen Wissenschaften und Technologie beziehen, wird in den folgenden Kapiteln vorgestellt. Bis heute hat AM eine größere Akzeptanz in der Luft- und Raumfahrt, Verteidigungsindustrie und Biomedizin gefunden und in etwas geringerem Maße in der chemischen Fertigung und Verarbeitungsindustrie. Die Einführung von AM-Praktiken in diesem Sektor kann die Effizienz bestehender chemischer Verarbeitungstechnologien verbessern, die Verfeinerung bestehender Prozesse für die Herstellung neuer Produkte ermöglichen, die Prozessökonomie verbessern und komplexe Herausforderungen und Anforderungen unserer modernen Gesellschaft wie Umweltverträglichkeit, Abfall- und Emissionsreduktion und lokale Produktion angehen. AM in den chemischen Wissenschaften hat ein enormes Potenzial für die Prozessintensivierung, die eine effiziente Wärme- und Stoffübertragung ermöglicht, eine starke Reduzierung des Fußabdrucks der chemischen Fertigung und Verarbeitung und eine Reduzierung der Umweltverschmutzung.