Additiv produzieren
Bild: CENIT AG
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Bild: CENIT AGHerr Schwartz, welche Aspekte sind die zentralen Argumente für Additive Fertigung - und ihre Etablierung?
Michael Schwartz: Die additive Fertigung ermöglicht hoch komplexe Geometrien, ohne den Aufwand für Formen- und Vorrichtungsbau - auch bei kleinsten Stückzahlen. Damit lassen sich einerseits individuelle und andererseits topologisch oder funktionell optimierte Produkte herstellen, die mit anderen Fertigungsverfahren so nicht möglich sind. Topologische Optimierung führt in der Regel zu deutlichen Gewichtseinsparungen, während die funktionelle Optimierung erhebliche Vorteile bei der Montage bringen kann. Bei teuren, schwer zu zerspanenden Werkstoffen, wie zum Beispiel Titan, kann der Vorteil auch in geringerer Nachbearbeitung und verringerten Werkzeugkosten liegen. Darüber hinaus lassen sich auch die Materialeigenschaften verändern, um zum Beispiel poröse Bereiche in massiven Bauteilen herzustellen. Ein Beispiel dafür sind Hüftgelenkprothesen, wo die porösen Bereiche das Einwachsen des Knochens erleichtern. In der Ersatzteilversorgung können zudem erhebliche Kosten eingespart werden, wenn die Teile nicht in großen Mengen eingelagert werden müssen, sondern 'on demand' vor Ort gedruckt werden können. Ein weiterer Vorteil: Bei langlebigen Produkten wie zum Beispiel Flugzeugen, Schiffen und der Bahn kommt es häufig zu Problemen, wenn nach 30 Jahren der Hersteller eines Ersatzteils nicht mehr verfügbar ist oder Werkzeuge verschrottet sind. Hier bietet die additive Fertigung die Möglichkeit, zeitnah und kostengünstig entsprechende Teile zu liefern. Auch die hybride Fertigung bietet Möglichkeiten der Produktverbesserung und Kosteneinsparung. Hierbei werden konventionell gefertigte Teile mit additiver Fertigung um Funktionen ergänzt.
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Bild: CENIT AGWelche Teile könnten mit additiver Fertigung serienmäßig hergestellt werden? Was wäre aus IT-Sicht sinnvoll und machbar?
Schwartz: Additive Fertigung ist heute vor allen Dingen bei solchen Bauteilen interessant, die komplexe Bauteil-Geometrien und geringe bis mittlere Stückzahlen aufweisen. Ein Beispiel: Durch den 3D-Druck können bei LKW-Motoren von Renault 25 Prozent der Bauteile eingespart werden.
Wie bricht man bestehende Denkmuster für die Durchsetzung der Additive Fertigung in der Produktion auf?
Schwartz: Wenn Kundenanforderungen mit etablierten Fertigungsverfahren nicht mehr befriedigt werden können, wird nach neuen Lösungen gesucht. Das Problem dabei ist jedoch, dass dann das nötige Know-how fehlt, um diese Verfahren kurzfristig einzusetzen. Entscheidend ist daher, nicht nur die universitäre Ausbildung und die Weiterbildung von Ingenieuren entsprechend auszuweiten, sondern auch die handwerkliche Ausbildung der Mitarbeiter in der Werkstatt, damit sie die Maschinen und Prozesse zu beherrschen. (kbn)
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Bild: CENIT AGBild: CENIT AGBild: CENIT AGHerr Schwartz, welche Aspekte sind die zentralen Argumente für Additive Fertigung - und ihre Etablierung?
Michael Schwartz: Die additive Fertigung ermöglicht hoch komplexe Geometrien, ohne den Aufwand für Formen- und Vorrichtungsbau - auch bei kleinsten Stückzahlen. Damit lassen sich einerseits individuelle und andererseits topologisch oder funktionell optimierte Produkte herstellen, die mit anderen Fertigungsverfahren so nicht möglich sind. Topologische Optimierung führt in der Regel zu deutlichen Gewichtseinsparungen, während die funktionelle Optimierung erhebliche Vorteile bei der Montage bringen kann. Bei teuren, schwer zu zerspanenden Werkstoffen, wie zum Beispiel Titan, kann der Vorteil auch in geringerer Nachbearbeitung und verringerten Werkzeugkosten liegen. Darüber hinaus lassen sich auch die Materialeigenschaften verändern, um zum Beispiel poröse Bereiche in massiven Bauteilen herzustellen. Ein Beispiel dafür sind Hüftgelenkprothesen, wo die porösen Bereiche das Einwachsen des Knochens erleichtern. In der Ersatzteilversorgung können zudem erhebliche Kosten eingespart werden, wenn die Teile nicht in großen Mengen eingelagert werden müssen, sondern 'on demand' vor Ort gedruckt werden können. Ein weiterer Vorteil: Bei langlebigen Produkten wie zum Beispiel Flugzeugen, Schiffen und der Bahn kommt es häufig zu Problemen, wenn nach 30 Jahren der Hersteller eines Ersatzteils nicht mehr verfügbar ist oder Werkzeuge verschrottet sind. Hier bietet die additive Fertigung die Möglichkeit, zeitnah und kostengünstig entsprechende Teile zu liefern. Auch die hybride Fertigung bietet Möglichkeiten der Produktverbesserung und Kosteneinsparung. Hierbei werden konventionell gefertigte Teile mit additiver Fertigung um Funktionen ergänzt.
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Dieser Artikel erschien in Industrie 4.0 - 07 2017 - 06.04.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.i40-magazin.de
