Oberflächentechnik im Industriedesign
Oberflächentechnik bestimmt den ersten Eindruck eines Produktes: Wie wirkt ein Produkt? Wie fühlt es sich an und wie funktioniert es im Einsatz?
Vom Entwurf zur Serienoberfläche
Die Bedeutung der Oberfläche im Design
Oberflächen bilden die sicht- und fühlbare Schnittstelle zwischen Mensch und Objekt. Über sie nehmen wir Materialien, Strukturen und Formen wahr, denn sie vermitteln den ersten Eindruck und beeinflussen unsere Wahrnehmung.
Im Industriedesign zeigt sich diese Bedeutung besonders deutlich. Hier bildet das Design die Verbindung zwischen der Konstruktion und dem Benutzer eines Produktes. Design folgt einer Funktion und ist eine umfassende Betrachtungsweise, die beim Produktziel beginnt, die Bedürfnisse des Benutzers, den Einsatzbereich, kulturelle Einflüsse und Firmenvorgaben berücksichtigt. Diese Einflüsse werden in der Formgestaltung, im Material, der Oberflächentechnik und -beschaffenheit eines Produktes wiedergegeben.
Vier Perspektiven auf Oberflächentechnik im Design
Oberflächentechnik ist mehr als Beschichtung – sie verbindet Funktion, Wahrnehmung und Gestaltung. Im Zusammenspiel von Material, Struktur und Design entstehen Oberflächen, die Produkte schützen, ihre Nutzung verbessern und ihre Qualität sichtbar machen.
Funktion trifft Wahrnehmung
Die Oberfläche entscheidet mit
Ein gutes Produkt zeichnet sich dadurch aus, dass es sich in seinen Nutzungskontext einfügt und zuverlässig funktioniert. Die Form wirft beim Nutzer idealerweise keine Fragen auf. Besonders im täglichen Gebrauch zeigt sich, ob ein Produkt durchdacht gestaltet wurde. Negative Eigenschaften fallen Nutzern dabei besonders schnell auf. Scharfe Kanten, ein zu großes Volumen bei einem Griff oder eine fehlende Rutschfestigkeit können bereits beim ersten Kontakt einen schlechten Eindruck hinterlassen. Ist dieser Eindruck einmal entstanden, lässt er sich nur schwer wieder korrigieren.
Deshalb wird ein Produkt bereits im Designprozess ganzheitlich betrachtet. Wichtige Fragen sind dabei: Welche Zielgruppe hat das Produkt? In welchem Einsatzbereich wird es verwendet? Welche Emotionen soll es auslösen? Welche Qualität soll es vermitteln? Und wie wird das Produkt hergestellt oder bearbeitet? Diese Faktoren bestimmen die Gestaltung eines Produktes von Beginn an. Ziel ist eine Lösung, die funktional überzeugt, sich intuitiv nutzen lässt und auch im Alltag dauerhaft eine hochwertige Wirkung behält.
- Oberfläche ist Schnittstelle zwischen Produkt und Nutzer
- Beschichtungen geben Materialien neue Funktionen
- Haptik, Farbe und Struktur prägen die Wahrnehmung
- Oberflächen müssen langlebig und funktional sein
- Industriedesign berücksichtigt Oberfläche von Beginn an
Entwurf, Visualisierung, Umsetzung
Oberflächen präzise ausgearbeitet
Der Designprozess beginnt mit Skizzen, Studien und ersten Konzeptideen. Wir prüfen Produktarchitektur, Funktionslogik, Ergonomie und mögliche Designrichtungen. Diese bewerten wir und führen sie zu einem klaren Designkonzept zusammen.
Darauf folgt die Visualisierung. Form, Proportionen, Flächen und Oberflächen werden detailliert ausgearbeitet und als realistische 3D-Modelle dargestellt. So lässt sich früh erkennen, wie ein Produkt später wirkt und funktioniert. Anschließend wird das Design zur Umsetzung geführt. Prototypen sowie Abstimmungen mit Produktion und Partnern stellen sicher, dass das Konzept technisch realisierbar und serienfähig wird. Reviews und iterative Anpassungen begleiten den Prozess bis zur Freigabe.
Ganzheitliches Industriedesign
Designeinblicke aus Industrie und Entwicklung
Unsere Designeinblicke geben einen vertieften Blick in Themen, die im Industriedesign eine zentrale Rolle spielen. Wir teilen Erfahrungen aus Projekten, zeigen Hintergründe aus Entwicklung und Gestaltung und erklären, wie Designentscheidungen entstehen. Von Oberflächentechnik über Hygienic Design bis zur Datenbrille – hier gibt es Einblicke in das Denken hinter guten Produkten.
Antworten auf Ihre Fragen
Häufig gestellte Fragen
Komplexe Projekte werfen oft ähnliche Fragen auf. In unseren FAQ greifen wir die wichtigsten Punkte auf und beantworten sie kompakt und verständlich. Sie erhalten einen Überblick über unsere Herangehensweise, typische Herausforderungen und mögliche Lösungen. Sollten darüber hinaus Fragen offenbleiben, sprechen Sie uns gerne direkt an.
Tino Kalettka
Inhaber / Industrial Designer (MA)
Hans Simoleit
Berater / Dipl. Industriedesigner
Was versteht man unter Oberflächentechnik?
Als Oberflächentechnik bezeichnet man alle Technologien zum Verändern der Eigenschaften von Oberflächen. Die Oberfläche ist die nach außen sichtbare Fläche eines Körpers oder Volumens. In der Theorie werden die Funktion des Volumens und die Funktion der Oberfläche eines Bauteils oder Werkzeugs voneinander getrennt betrachtet.
Das Volumen vereint zum Beispiel Eigenschaften wie Form, Gewicht, Festigkeit und Preis. Die Oberfläche kann durch Verfahren der Oberflächentechnik hingegen ganz andere Eigenschaften aufweisen, jeweils abgestimmt auf die Anwendung. Zu den technischen Verfahren der Oberflächentechnik zählen vor allem das Beschichten und das gezielte Verändern von Stoffeigenschaften.
Die Oberfläche als Schnittstelle zwischen Produkt und Nutzer
Der Begriff „oberflächlich“ hat im allgemeinen Sprachgebrauch einen negativen Touch. Laut dem Duden ist er „ohne geistige Tiefe, nicht gründlich, flüchtig“. Als Designer befasse ich mich täglich mit Oberflächen von Produkten. Ich sehe Oberflächen, also die Haut oder Außenfläche eines Produktes, gleichermaßen mit meinen Augen und fühle sie mit meinen Händen: „Begreifen kommt von greifen.“
Hier wird deutlich, dass Produktoberflächen eine viel höhere Bedeutung haben als ihre bloße Erscheinung. Sie geben einen ersten Eindruck und gelten als Schnittstelle zwischen einem Produkt und seinem Nutzer. Die Farbe, Struktur, Kontur, Haptik und Materialität bilden die Basis einer passiven analogen Oberfläche. Ein Surface soll gut aussehen, angenehm zu fühlen sein und entsprechend der Anwendung unterschiedliche Anforderungen erfüllen.
Beispiele aus der Praxis der Oberflächentechnik
Die Bedeutung der Oberfläche zeigt sich besonders gut an technischen Bauteilen. Das Volumen eines Zahnrades für Getriebe im Anlagenbau hat eine bestimmte Form, einen Durchmesser und eine definierte Zähnezahl. Die Zähigkeit des Stahls im Inneren ermöglicht es, Kräfte aufzunehmen. Die Oberfläche beziehungsweise die Randschicht der Zähne ist dagegen gehärtet und dient als mechanischer Schutz vor Verschleiß.
Ein weiteres Beispiel ist das Beschichten von Stahl, das sogenannte Coating. Bei Windkraftanlagen im Küsten- und Offshorebereich wird es aufgrund der hohen Salzbelastung als Korrosionsschutz eingesetzt. Auch in der Medizintechnik findet das Coating Anwendung. Tabletten, Pillen oder Dragees erhalten im Beschichtungsprozess eine zuverlässige Schicht aus einem Zuckergemisch. Diese Beschichtung kann dem Schutz vor Magensäure oder der verzögerten Freisetzung von Wirkstoffen dienen.
Inwiefern spielt das Design bei der Oberflächentechnik eine Rolle?
Im Industriedesign bildet das Design die Verbindung zwischen der Konstruktion und dem Benutzer eines Produktes. Design ist im Vergleich zu Styling mehr als nur Farbe und grafische Gestaltung. Design folgt einer Funktion und ist eine umfassende Betrachtungsweise, die beim Produktziel beginnt und die Bedürfnisse des Benutzers, den Einsatzbereich, kulturelle Einflüsse sowie Firmenvorgaben berücksichtigt. Diese Einflüsse werden in der Formgestaltung, im Material sowie in der Oberflächentechnik und -beschaffenheit eines Produktes wiedergegeben.
Die Oberfläche beeinflusst Kaufentscheidungen
Für die Kaufentscheidung eines Produkts spielt die Oberfläche eine entscheidende Rolle. Visuelle und haptische Eigenschaften führen zu bewussten und unbewussten Entscheidungen, die uns ein Produkt positiv oder negativ bewerten lassen. Ein gutes Produkt zeichnet sich dadurch aus, dass es sich in seinen Kontext einfügt, dadurch eher unauffällig ist und zuverlässig funktioniert. Die Form wirft beim Nutzer also keine Fragen auf.
Negative Eigenschaften werden schneller wahrgenommen
Negative Eigenschaften eines Produktes fallen uns schneller auf. Beispiele dafür sind scharfe Kanten, ein zu großes Volumen bei einem Griff oder eine fehlende Rutschfestigkeit bei einer Trinkflasche. Wenn ein negativer Eindruck erst einmal entstanden ist, kann dieser nur schwer in das Gegenteil gedreht werden. Schon im Designprozess muss ein Produkt daher ganzheitlich betrachtet werden:
- Welche Zielgruppe hat das Produkt?
- Welchen Einsatzbereich hat es und wie soll es verwendet werden?
- Welche Emotionen soll es auslösen?
- Welche Qualität soll das Produkt haben?
- Ist es hochpreisig oder günstig?
- Wie wird es hergestellt oder bearbeitet und aus welchem Material soll es bestehen?
Diese Informationen stehen im Fokus der Formgestaltung und bestimmen ein Produkt von Anfang an.
Welche Unterschiede gibt es zwischen Konsumgütern und Investitionsgütern im Design?
Bei der Gestaltung von Oberflächen spielt auch die Art des Produktes eine Rolle. Man unterscheidet häufig zwischen Konsumgütern und Investitionsgütern.
Konsumgüter
Konsumgüter sind Produkte, die für den Endkunden bestimmt sind, etwa Autos, Smartphones, Kleidung oder Möbel. Sie sind einem bestimmten Trend unterworfen. Trends sind meist von kurzer Dauer und ändern sich durchschnittlich halbjährlich, um Impulse zu schaffen, neue Produkte zu erwerben. Immer kürzer werdende Modellwechsel, besonders bei technischen Produkten, sorgen dafür, dass die letzte Generation trotz voller Funktionalität an Wert verliert.
Trends werden von übergeordneten Megatrends beeinflusst. Dazu zählen beispielsweise die Digitalisierung, gesellschaftliche Entwicklungen, neue Technologien sowie der Wunsch nach Veränderung und Abwechslung. Die Mode bestimmt häufig Farbtrends. Aktuelle Trendfarben finden sich zunächst in der Modewelt und erscheinen mit Verzögerung in anderen Branchen. Erst nach fünf bis sieben Jahren sind diese Farben häufig auch bei Automobilen zu sehen.
Investitionsgüter
Investitionsgüter gehören zur weiterverarbeitenden Industrie und dienen dazu, Konsumgüter herzustellen. Beispiele sind Presswerkzeuge, Lackieranlagen, Verpackungsmaschinen oder Bearbeitungszentren. Diese Produkte zeichnen sich durch Langlebigkeit, besondere Funktionen und hohe Qualität aus. Trends spielen hier eine deutlich geringere Rolle. Die Gestaltung ist meist zeitlos, mit klaren Linien und nur geringen Experimenten in Form und Farbe. Viele Maschinen sind 20 bis 30 Jahre im Einsatz und sollen auch nach dieser Zeit noch modern wirken.
Anforderungen in sensiblen Branchen
In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie gelten strenge Anforderungen an Materialien und Oberflächen. Häufig kommen Edelstahl, Makrolon, Polyarcryl oder detektierbare blaue technische Kunststoffe zum Einsatz. Auf diese Weise können fehlerhafte Produkte im Produktionsprozess schnell erkannt werden. Im Außenbereich von Maschinen sind andere Farben und Lackierungen möglich. Die verwendeten Beschichtungen müssen jedoch besondere Anforderungen erfüllen, etwa Wasserbeständigkeit, chemische Resistenz gegenüber Reinigungsmitteln und Temperaturbeständigkeit.
Welche Anforderungen gibt es an Oberflächen im Design?
Konsumgüter und Investitionsgüter müssen gleichermaßen besondere Anforderungen an ihre Oberflächen erfüllen. Oberflächen sollen langlebig sein, ihre Anmutung bewahren und sich nicht über die Zeit verfärben. Gleichzeitig spielt die Kratzbeständigkeit bei gleichzeitiger Biegeumformbarkeit eine wichtige Rolle. Beide Funktionen werden von Beschichtungssystemen mit Kompositlacken bereits erfüllt. Aktuelle Forschungen gewähren einen Einblick in spannende Ideen und Ergebnisse, die auch für das Design neue Denkanstöße bringen.
- Beschichtungssystem „no fingerprint“: Dieses wurde vom Fraunhofer Institut IFAM in Bremen entwickelt wurde. Die Technologie soll auf Metall- und Kunststoffoberflächen störende Fingerabdrücke unsichtbar machen. Eine inhomogene Schicht imitiert die Struktur eines Fingerabdrucks, wodurch dieser optisch kaum sichtbar wird. Gleichzeitig bleibt die Oberfläche nahezu unverändert.
- Mikrostrukturierung: Durch das Auftragen von Strukturen in Lackoberflächen und anschließendes Aushärten mit UV-Licht können unterschiedliche Oberflächenstrukturen erzeugt werden. Dadurch entstehen neue haptische Eigenschaften oder auch optische Effekte wie Hologramme.
- Reinigung: Im Maschinenbau kann eine spezielle Beschichtung helfen, Schmutz und Öle leichter zu entfernen. Beschichtungen mit wasserabweisenden und gleichzeitig wasseranziehenden Eigenschaften verhindern das Festsetzen von Öl und ermöglichen eine einfache Reinigung.
- Selbstreinigung: Photokatalytische Beschichtungen können Schmutz unter UV-Licht in Kohlendioxid und Wasser umwandeln. Gleichzeitig werden Keime abgetötet.
- Selbstheilende Oberflächen: Selbstheilende Lacke basieren auf speziellen Polymerstrukturen. Bei Beschädigungen können sich die Bindungen neu organisieren, sodass kleine Risse automatisch geschlossen werden.
- Geruchsneutralisierung: Mein Designerkollege Toshiki Yabushita entwirft Produkte, die eine Beschichtung aus Bambuskohle haben und damit bedruckt werden. Die Bambuskohle arbeitet wie ein Aktivkohlefilter, was zur Neutralisierung unangenehmer Gerüche an Kleidung oder Sporttaschen führt. Per Siebdruckverfahren wird die Beschichtung aufgetragen, ist waschbar und lässt sich grafisch gestalten.
Welche Rolle spielen Farbe, Glanz und Emotionen bei Oberflächen?
Oberflächen lösen beim Benutzer durch ihre visuelle Erscheinung, ihr Material, ihren Klang, ihre Temperatur und ihre Haptik unterschiedliche Emotionen aus. Sie können ein Produkt hochwertig oder günstig, stabil oder zerbrechlich erscheinen lassen.
Glanz und Mattheit
In der oberflächlichen Struktur ist die Wertigkeit eines Produktes ersichtlich. Glanz stand eine lange Zeit für edle Produkte, Luxus, Exklusivität, Hochwertigkeit und Wohlstand. Er zeigt sich bei Klavierlacken, poliertem Tafelsilber und funkelndem Schmuck. Das Gegenteil bildeten das Matte mit seiner Einfachheit und Schlichtheit, in naturbelassenen Möbeln und dem Gewöhnlichen.
Diese Grenze ist heute verwischt, weil Glanz und Mattheit gleichberechtigt nebeneinanderstehen. Neben einem Matt-Schwarz ist ein glänzendes Weiß anzutreffen. Wenn Glanz im Trend liegt, wird Mattheit als exklusiv gesehen und umgekehrt. In den vergangenen Jahren konnten wir verstärkt matte Oberflächen bei Autos und Konsumgütern feststellen, was aus dem Wunsch nach Andersartigkeit oder dem Besonderen resultiert. Die Zeiten, in denen mit matten Beschichtungen Fehler verdeckt werden sollten, haben sich lange überlebt. Das Mattschwarz hat sich den Ruf eines understatement zum Gegenpol des Hochglänzenden und parallel zum Teuren entwickelt. Aktuell findet sich unter dem Mattschwarz wieder Farbe und steht direkt neben glänzendem Gold.
Beide Oberflächenarten haben nach dem Beschichten weiterhin mit Problemen zu kämpfen. So muss man bei glatten Ausführungen, wie sie oft bei Smartphones verwendet werden, laufend putzen, um sie von Schmutz und Fingerabdrücken zu befreien. Matte Surfaces sind bezüglich Kratzbeständigkeit problematisch, da häufig genutzte Stellen nach gewisser Zeit aufpoliert aussehen.
Farbe als Gestaltungselement
Zentrales Thema in der Gestaltung sind Farben. Farben, durch Pigmente erzeugt, werden meist als Lacke in Lackieranlagen mit Spritzpistolen oder in Tauchbecken aufgetragen. Bei Kunststoffen werden die Pigmente direkt dem Material in der Herstellung beigemischt.
Wonach werden Farben ausgewählt? Die Wissenschaft erforscht sie wegen ihrer psychologischen Wahrnehmung und Wirkung auf uns Menschen. Farben lösen bei jedem von uns unterschiedliche Gefühle, Sichtweisen und Bedeutungen aus. Unsere Umwelt und Erfahrungen wirken hier mit. Die Bedeutung und Wahrnehmung spiegelt sich natürlich in der Produktgestaltung wider und wird gezielt für Marketingzwecke in der Werbung eingesetzt.
Farbaussage und Produktaussage
Zudem ist die Farbe ein großer emotionaler Faktor. Laut Andreas Enslin, Chefdesigner bei Miele, müssen Farbaussage und Produktaussage übereinstimmen. Farbe kann die Wertigkeit eines Produkts unterstreichen. Aufwändigere Lacke mit Metall- und Tiefeneffekten heben die Wertigkeit hervor und verdeutlichen den Unterschied zu günstigeren Produkten. Bei höherwertigen Produkten werden weniger Farbe und unauffälligere Farbtöne verwendet und es kommen andere Materialien, wie Edelstahl, zum Einsatz. Edelstahl transportiert Assoziationen wie Langlebigkeit, gute Reinigung und steht damit auch für Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit eines Produktes.
Ausgelöst durch ein allgemeines Umdenken in der Ernährung und der Nahrungsmittelproduktion verabschiedete sich McDonald’s von seinem knallroten Hintergrund, der mit günstig und ungesund in Verbindung gebracht wird. Jetzt ist ein gedecktes Grün zu sehen, um die Punkte Gesundheit, Nachhaltigkeit und Ökologie in den Vordergrund zu rücken. Blau wird als kühle Farbe wahrgenommen und steht in seiner Tönung für Coolness, Frische, Tiefe und Wasser. In der Digitalisierung und Technologie tritt sie häufig in Erscheinung. Elektronikartikel, die in blaues Licht getaucht sind, werden besser verkauft.
Welche Trends setzen sich in der Oberflächentechnik durch?
Trends in der Oberflächentechnik spiegeln gesellschaftliche und technologische Entwicklungen wider. Unter dem Motto „Parallax“ präsentierte BASF Coatings Farbtrends für die Automobilindustrie. Individualisierung, Digitalisierung sowie der Wunsch nach Authentizität spiegeln sich in zahlreichen neuen Farbtönen wider. Digitale Technologien werden häufig durch metallic-blaue, silberne oder weiße Farbtöne dargestellt. Gleichzeitig entstehen natürliche Farbwelten als Gegenpol.
Neue Materialien
Die von der Firma Cosentino eingesetzte Oberflächentechnik, der Nachbildung von Naturstein hat das neue kompetente Material „Dekton“ hervorgebracht.
Dekton hat eine ultrakompakte Struktur und wird aus anorganischen Rohmaterialien hergestellt, die auch zur Fertigung von Glas, Porzellan und Quarzoberflächen eingesetzt werden. Der künstliche Kompositstein entsteht mittels Unterstützung der Partikelsinterungstechnologie (PST) aus Silizium-Aluinaten und Siliziumdioxiden. Im Rahmen des technologischen Herstellungsprozesses werden metamorphe Vorgänge von Naturstein beschleunigt ausgeführt.
Die Plattenware beeindruckt mit einer UV-Beständigkeit, Kratzfestigkeit und Fleckenresistenz. Gegen Feuer und unterschiedliche Temperaturen ist sie ebenfalls resistent. Als sehr spannend zu bewerten sind zusätzlich zu den technischen Eigenschaften besonders die zahlreichen Designmöglichkeiten in der Farb-, und Oberflächengestaltung. Für Architektur und Design eröffnen sich neue Möglichkeiten und Kombinationen für moderne Produkte mit hoher Qualität. Die künstliche Herstellung ermöglicht in der Bearbeitung eine sehr einfache Personalisierung der Oberfläche durch Farbe und Struktur.
Haptik
Die Haptik ist eine weitere Eigenschaft eines Produktes neben Material und Farbe, die von wichtiger Bedeutung ist. Wir erfassen unsere Umwelt nicht nur mit den Augen, sondern begreifen und ertasten sie auch mit unseren Händen und Füßen. Gewicht, Formen, Temperaturen, Konturen und Struktur können wir aktiv erfühlen. Uns wird darüber ein Eindruck vom Produkt vermittelt. Natürlich sollen sich Oberflächen angenehm anfühlen oder gut in der Hand liegen.
Zum Erzielen einer bestimmten Haptik gibt es verschiedene Oberflächentechniken. Eine aufgeraute Oberfläche gibt guten Halt beim Drehen von Knöpfen. Das kann durch Bürsten von Metallen wie Messing oder Edelstahl erreicht werden. Eine andere Methode ist das Strahlen von metallischen Werkstücken mit feinem Sand oder Glasperlen, dem sogenannten Strahlmittel.
Die kinästhetische Wahrnehmung gehört zur Haptik, die eine Bewegungsempfindung und Bewegungsrichtung gewährt. Bestimmte Empfindungen wie Drehen, Drücken, Schieben und Schwergängigkeit werden darüber erfühlt. Ein mechanischer Widerstand bei einem Drehknopf oder das Einrasten eines Hebels gibt uns ein spürbares Feedback. Gleichbedeutend ist die Vibration beim Drücken eines virtuellen Knopfes auf einer digitalen Oberfläche.
Was machen wir bei zunehmender Digitalisierung unserer Umgebung? Unsere langjährige Erfahrung im Ertasten von realen physischen Objekten steht im Kontrast zur digitalen Welt. Aktive digitale Bedienoberflächen sind entmaterialisiert und einzig visuell zu erleben. In diesem Fall sind zusätzliche Hilfsmittel wie Vibrationsmotoren oder akustische Signale für eine frustfreie Interaktion notwendig.
Digitale Interaktionen
Mit Virtual-Reality-(VR)-Brillen können wir uns im virtuellen Raum bewegen, einzig fehlt hier das haptische Feedback. Kompetente Designer und Entwickler sind mit neuen Oberflächentechniken gefordert, die digitalen Welten für den ganzen Körper zu einem Erlebnis werden zu lassen. Auf diese Weise lässt sich der gewohnte Bezug zur Umwelt für eine perfekte Illusion wiederherstellen.
Das Projekt „Haptoclone“ zeigt hier einen sehr spannenden und zukunftsweisenden Ansatz des japanischen Forschungsinstituts Shinoba und Makino Lab der Universität Tokio. Eine Bildschirmkommunikation wird zum haptischen Erlebnis. Die Entwickler erreichten dies durch Erzeugung eines Luftwiderstands in der Mitte des Raums mit sich überschneidenden Ultraschalldruckwellen. Der Anwender kann hier ein geklontes Objekt, das auf einem Bildschirm zu sehen ist, mit der Hand scheinbar berühren. Die Reaktion auf das echte Objekt ist real. Die Bildschirmtelefonie fühlt sich mit Einsatz dieser Technik wie in der Realität an. Aufgabe des Designs in der Oberflächentechnik ist es, wie sich solche Feedbacks im Detail anfühlen.
Wie könnte sich die Oberflächentechnik in Zukunft weiterentwickeln?
Auf dem Markt gibt es immer neue Unternehmen, die 3D-Drucker anbieten und die Auflösung der Drucke erfährt eine laufende Verbesserung. Farbige Drucke, komplexe Geometrien und der Ausdruck beweglicher Teile sind realisierbar. Die Fortschritte sind deutlich ersichtlich, wie regelmäßig auf Messen wie der Formnext zu sehen ist. Dennoch befinden wir uns noch am Anfang dieser neuen Fertigungstechnologie.
Während in der Zahntechnik die additive Fertigungstechnologie mittels Laserdruckverfahren fast schon zum Standard geworden ist, werden im Anlagenbau nur einzelne nicht sicherheitsrelevante Komponenten aus dem 3D‑Druck eingesetzt. Doch 2019 hat der TÜV Süd erstmals die Freigabe für den Betriebseinsatz eines additiv gefertigten hochbelasteten und sicherheitsrelevanten Bauteils in einem Zug gegeben.
Zunehmend werden immer mehr Komponenten und Produkte per 3D-Druck gefertigt, die heute noch nicht oder nur mit hohem Aufwand gefertigt werden können. Entscheidend dafür wird eine bessere Wirtschaftlichkeit in der Herstellung sein. Schnelle Druckzeiten, kürzere Nebenzeiten bei der Nachbearbeitung und eine höhere Automatisierung werden die Kosten für Hersteller und Kunden senken.
Individualisierung und neue Oberflächen
Die Möglichkeiten einer Individualisierung für eine Serienproduktion, zum Beispiel in der Medizintechnik, sind enorm, da keine Zerspanungsmaschinen, Press- und Spritzgusswerkzeuge erforderlich sind. Produktionskosten bleiben für Kleinserien in einem überschaubaren Rahmen. Unikate lohnen sich und Kunden können ihr Produkt noch vor der Produktion in Form und Material beeinflussen.
Designer und Konstrukteure werden hier zukünftig noch mehr zusammenarbeiten. Neue Ideen für Geometrien und Typologien von Werkstücken bedingen auch neue Ansätze in der Konstruktion. Der Individualisierungsgrad wird immer größer. Die Qualität der 3D-Drucke wird immer besser und hat einen steigenden Einfluss auf die Oberflächen, die verstärkt einen Schwerpunkt bilden werden. Hochauflösend, glatt, glänzend wie poliert oder rau wie durch ein Strahlmittel sollen sie sein. Interessant wird es, wenn eine matte Oberfläche neben einer glatten Oberfläche im gleichen Druck entsteht.
Eine ganz eigene, für den 3D-Druck typische Oberflächenstruktur erhalten Produkte im öffentlichen Raum wie Häuser, die im Betondruck gefertigt werden, oder Brücken wie die Stahlbrücke „The Bridge“ in Amsterdam.
Funktionale Oberflächen und gedruckte Elektronik
In der Lackierung, der Farbgestaltung und dem Thema Beschichten gewinnt der 3D Druck auch an Wichtigkeit. Die Integration von Zusätzen mit den gewünschten Eigenschaften für die Oberfläche in den Druckwerkstoff könnte helfen, auf eine nachträgliche Lackierung und Beschichtung zu verzichten. Gedruckte Elektronik in einem Werkstück bietet Platz für neue, spannende Ideen. Eine Lösung, die die Arbeit erleichtern und innovative, smarte Elektroprodukte ermöglichen wird.
Eine Lösung dafür hat das Fraunhofer-Institut IPA. Per Siebdruck wird ein Näherungssensor aus einem Gemisch aus Silikon und Kohlenstoffnanoröhrchen flexibel auf eine Oberfläche gebracht, bei geringen Herstellungskosten. Leiterbahnen lassen sich drucken, während elektronische Bauteile mit dieser neuen Technologie noch nicht realisiert werden können.
Der Trend, sich andauernd selbst zu checken und den eigenen Gesundheitszustand zu überprüfen, führt zu immer mehr Unternehmen auf dem Markt, die gedruckte Elektronik und Sensoren als Lösung in Wearables integrieren. Wir werden also auch in Zukunft verstärkt in die Tiefe hinter die Oberfläche schauen. Für weitere tiefgründige Informationen zum Oberflächendesign bei Ihren Produkten können Sie gerne Kontakt mit uns aufnehmen.