Der 3D-Druck spielt eine zunehmend wichtige Rolle in der Drohnenfertigung. Er ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile mit minimalem Materialeinsatz. Das senkt Kosten und erhöht die Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Drohnen.
Technologisch basiert der 3D-Druck auf verschiedenen additiven Fertigungsverfahren, von denen das selektive Lasersintern (SLS), das Fused Deposition Modeling (FDM) und das stereolithografische Verfahren (SLA) besonders häufig für die Herstellung von Drohnenkomponenten genutzt werden.
Selektives Lasersintern (SLS)
Das SLS-Verfahren setzt auf pulverförmige Materialien wie Nylon oder kohlefaserverstärkte Polymere, die durch einen Laser gezielt verschmolzen werden, um belastbare, leichte und aerodynamisch optimierte Bauteile zu erzeugen. Diese Methode wird bevorzugt für komplexe Strukturen und funktionale Prototypen eingesetzt, da sie eine hohe Detailgenauigkeit ermöglicht und zugleich ohne zusätzliche Stützstrukturen auskommt, die bei anderen Verfahren oft notwendig sind.
Fused Deposition Modeling (FDM)
FDM hingegen ist besonders kostengünstig und erlaubt die schnelle Fertigung von Prototypen oder Ersatzteilen aus Thermoplasten wie ABS oder PLA. Die Weiterentwicklung spezieller Filamente, darunter kohlefaserverstärkte oder selbstverlöschende Kunststoffe, macht dieses Verfahren zunehmend attraktiver für industrielle Anwendungen.
Stereolithografisches Verfahren (SLA)
SLA zeichnet sich durch seine extrem hohe Präzision aus, indem es flüssiges Harz mit UV-Licht aushärtet. Diese Technik eignet sich besonders für aerodynamisch anspruchsvolle oder feinmechanische Komponenten, die eine glatte Oberfläche erfordern.
Die PartsToGo GmbH aus Karlsbad, Teil der Neck Enterprise und Aussteller der XPONENTIAL Europe 2025, bietet alle verbreiteten Druckverfahren an und begleitet ihre Kunden von der Anwendungsvalidierung bis hin zur Serienproduktion. Dadurch hat sie sich in den vergangenen Jahren zu einem der größten 3D-Druck-Dienstleister Europas hochgearbeitet. „Wir sehen uns nicht nur als Dienstleister, sondern als Partner, der mit jedem Projekt Innovation und Präzision in die Hand nimmt. Unser Ziel ist es, die Zukunft zu gestalten, indem wir Lösungen liefern, die ebenso kreativ wie funktional sind“, so der CEO Tobias Röcker.
Materialeffizienz
Ein bedeutender Vorteil des 3D-Drucks für die Drohnenproduktion ist die Materialeffizienz, da jedes Bauteil mit minimalem Verschnitt gefertigt werden kann. Traditionelle Produktionsmethoden wie das Fräsen oder Spritzgießen führen oft zu erheblichem Materialverlust. Durch die additive Fertigung können Hersteller präzise die benötigten Mengen an Hochleistungsmaterialien verwenden, was nicht nur ressourcenschonend ist, sondern auch das Gesamtgewicht der Drohne reduziert. Ein geringeres Gewicht führt zu einer erhöhten Flugzeit und optimierten Energieeffizienz, was insbesondere für Drohnen von großer Bedeutung ist, die lange Distanzen zurücklegen oder schwere Nutzlasten transportieren müssen.
Schutzelemente
Zum Schutz von Kameras und Propeller bietet die 3D-WERK Black Forest GmbH aus dem Schwarzwald Schutzelemente in Serie mittels 3D-Drucktechnologie an. „Unsere innovativen Lösungen gewährleisten maximale Sicherheit und Langlebigkeit der Drohnen“, betont CEO Gerhard Duda. Der 3D-Druck ermöglicht es zudem, diese Schutzelemente in hoher Präzision und in großer Stückzahl herstellen, was eine kosteneffiziente Produktion und schnelle Verfügbarkeit ermöglicht.
Individuelle Konfigurationsmöglichkeiten
Die Anpassungsfähigkeit ist ein weiterer entscheidender Faktor. Mit der Möglichkeit, Drohnen individuell zu konfigurieren, lassen sich Bauteile exakt auf spezifische Anforderungen abstimmen. Dies ist besonders relevant für industrielle Anwendungen wie Inspektionsflüge, Rettungseinsätze oder die Landwirtschaft, wo maßgeschneiderte Sensorhalterungen, optimierte Propellerschützer oder modulare Nutzlastsysteme gefragt sind. Fortschrittliche CAD-Software ermöglicht es Ingenieuren, binnen kürzester Zeit neue Designs zu entwickeln und direkt in die Fertigung zu überführen. Hier setzt auch die Firma HP, ebenfalls Aussteller der XPONENTIAL Europe 2025, an: „Die HP Multi Jet Fusion-Technologie bietet viele Vorteile bei der Herstellung unterschiedlichster Drohnen, auch unter Anwendung komplizierter Designs“, erklärt Raffi Beglarian, EMEA 3D Printing Market Manager. Hinzu kommt, dass die thermoplastischen Polyurethan (TPU)-Materialien, die über die 3D-Drucktechnologie von HP verfügbar sind, aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit optimal für die Drohnen-Produktion sind, so dass diese selbst bei einem Absturz praktisch unzerstörbar bleiben, wie Beglarian ergänzte.
Kunststoff vs. Metall
Die Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit von 3D-gedruckten Komponenten gegenüber extremen Witterungsbedingungen oder mechanischer Beanspruchung ist jedoch ein Thema, dass die Branche beschäftigt. Materialien wie mit Kohlefaser oder Kevlar verstärkte Kunststoffe bieten zwar ein optimales Verhältnis aus Gewicht und Stabilität, erreichen jedoch nicht immer die Festigkeit konventioneller Metallkomponenten. In der Luftfahrt- und Rüstungsindustrie wird daher verstärkt an hybriden Fertigungsmethoden geforscht, die den 3D-Druck mit traditionellen Herstellungsverfahren kombinieren, um sowohl Gewichtsvorteile als auch strukturelle Robustheit zu gewährleisten.
Unbestritten ist aber, dass sowohl Unternehmen als auch Endverbraucher schon jetzt durch den 3D-Druck von kürzeren Entwicklungszeiten, geringeren Kosten und einer erhöhten Designfreiheit profitieren. Das Ergebnis ist eine größere Vielfalt auf dem Drohnen-Markt.
Autorin: Sonja Buske
