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Additive Fertigung: Engineering und Fertigung wachsen zusammen

Die Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing des VDMA zum Informationsaustausch geladen. Hundert Teilnehmer nutzten die Gelegenheit, um sich über Erfahrungen aus Luftfahrt und Elektronik zu informieren und sich von Konstruktions- und Fertigungsdienstleistern die Praxis von Generativen Fertigungsverfahren erklären zu lassen.

In seinem Impulsvortrag erklärte Airbus-Experte Jörg Sander, dass das Potenzial der Technologie bisher unterschätzt werde. „Es geht nur am Rande um Bauteile oder Prozessführung. Die eigentliche Revolution wird sich in Prozess- und Lieferketten abspielen“, sagte Sander eindringlich.

Am Beispiel von Titan-Bauteilen erläuterte Sander seine These. Heute sei der Werkstoff vergleichsweise schwer zu beschaffen, müsse für Einsätze in der Luftfahrt zertifiziert werden und lasse sich nur mit hohem Werkzeugeinsatz in Form bringen. „Je leichter das Bauteil, desto mehr teures Material muss abgetragen werden“, gab der Airbus-Mitarbeiter zu bedenken. Dieses Verhältnis kehre sich um, wenn Laser Titan-Pulver schichtweise zu Präzisionsbauteilen verschweißen. Nicht nur die Material- und Werkzeugkosten würden sinken. Es zeichne sich ab, dass Titanminen ihr Erz in Zukunft selbst zu Pulver für die Additive Fertigung verarbeiten werden. Damit entfalle der teure Wandlungs- und Schmelzprozess von Titan-Eisenerz zu Titan-Blöcken, -Blechen oder -Strängen. „Die Wertschöpfungskette und der Gesamtprozess werden sich völlig verändern. Und Titan ist nur ein Werkstoff von vielen“, analysierte  der Airbus-Experte.

Neue Werkstoffe und neue Prozesse verlangen nach neuen Zertifizierungen, Normen und Standards. Zudem müssen Konstrukteure das Design von Bauteilen komplett überdenken, wenn diese nicht mehr gegossen oder aus dem Vollen gefräst werden. Damit ist laut Sander vorprogrammiert, dass Konstruktion und Fertigung künftig zusammenwachsen. „Es braucht integrierte Teams, in denen Spezialisten beider Bereiche mit Materialexperten, Einkäufern und Vertrieblern zusammenarbeiten. Denn Additive Fertigung wird auch die Beschaffungs- und Vertriebswege verändern“, erklärte er.

Ein Unternehmen, dass diese Veränderung seit 1990 aktiv vorantreibt, ist Materialise mit Ursprung in Leuven, Belgien, und den deutschen Standorten in Bremen und München. Geschäftsführer Marcus Joppe vermeidet den Begriff „Revolution“. Doch vermutet auch Joppe, dass der Einzug von Schichtbauverfahren in die Serienfertigung Umwälzungen in vielen industriellen Prozessketten verursachen könnte: „Additive Manufacturing ist im Kern ein digitaler Prozess, der sich perfekt in die Industrie 4.0 fügt.“ Intelligente Software sei der Schlüssel, um über intelligente Konstruktionen das volle Potential der neuen Fertigungsmethodik zu heben.

Materialise-Experte Ingo Uckelmann zeigte an konkreten Beispielen, wie sich damit neue Funktionen in Bauteile integrieren lassen. Etwa verbesserte Kühl- und Heizwirkung von Wärmetauschern durch Texturierung der Oberflächen oder bionischer Leichtbau, der die in Millionen Jahren Evolution erreichte Optimierung natürlicher Strukturen in Zeitraffer auf technische Bauteile übertrage. Nur additive Verfahren können die Herstellung der hochkomplexen, oft von variierenden Wandstärken und Geometrien gekennzeichneten bionischen Strukturen ermöglichen. Materialise bietet entsprechend Prozesssoftware an, die Konstruktionen einer Fehlerprüfung unterzieht und korrigiert sie, wo nötig. Zudem unterstützt sie Konstrukteure bei der Fertigungsplanung, etwa indem sie nötige Stützstrukturen automatisch anbietet oder Leichtbaustrukturen in Bauteile einrechnet.

Die mittlerweile mehr als 90 Mitglieder des VDMA AG Additive Manufacturing haben sich neben Information und Aufklärung über die Technologie auch deren technische Weiterentwicklung und Standardisierung auf die Fahnen geschrieben. Gerade die Automatisierung der Gesamtkette vom Pulverhandling bis Bauteilentnahme und Nachbehandlung ist dem VDMA-Experten ein Anliegen. Die Voraussetzung dafür sind offene Standards, die allen beteiligten Steuerungssystemen den Datenaustausch über den Gesamtprozess hinweg ermöglichen.

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