Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Industrielles Universalwerkzeug

3D-Druck in der Serienfertigung

Die Möglichkeiten der additiven Fertigung gehen weit über Prototyping hinaus. Aktuelle Drucker sind durchaus für den Seriendruck geeignet und können Entwicklung sowie Fertigung beschleunigen. Andreas Tulaj von Carbon gibt einen Überblick.

 (Bild: Carbon Global HQ)

(Bild: Carbon Global HQ)

Industriell eingesetzt hat die additive Fertigung heute nur noch wenig mit den vor 25 Jahren entwickelten Druckern zu tun, die bedächtig Schicht auf Schicht generierten. Die Technologie hat sich weiterentwickelt. Dank neuer Verfahren sowie Materialien, die widerstandsfähiger, hitzebeständiger oder haltbarer sind, können etwa in der Automobilindustrie 3D-gedruckte Bauteile die Stanz- oder Spritzgusstechnik ablösen. Ford verbaut beispielsweise digital gefertigte, spezielle Polymerteile im Kühlsystem oder für die elektrischen Bremssysteme und verwendet dafür die Drucker von Carbon mit der Carbon Digital Light Synthesis (DLS)-Technologie sowie das Epoxid-Material EPX 82, das Witterungseinflüssen, kurz- und langfristiger Hitzeeinwirkung, UV-Stabilität, Entflammbarkeit und Beschlagbildung standhält.

Von Automotive bis Zahntechnik

Bei der DLS-Technik wird in einem photochemischen Prozess flüssiges Harz mit Hilfe von UV-Lichtprojektionen zu festen Teilen ausgehärtet und in einem weiteren Prozessschritt mit Hilfe von Wärme zur benötigten Festigkeit verdichtet. Die Bauteilgrenzen lassen sich dabei vorab bis auf 100 Mikrometer genau definieren. Auch komplexere Strukturen können über die Lichtoptik in hoher Auflösung abgebildet werden, so dass neuartige Objekte und Gitterstrukturen aus dem Materialbecken herauswachsen. DLS eignet sich für die Serienproduktion in unterschiedlichen Branchen – vom Automotive- und Industriebereich bis hin zur Zahntechnik oder für Consumer-Sport-Produkte. Industrielle 3D-Drucker werden so zu einem Universalwerkzeug, das beliebige Formen Strukturen in verschiedenen Härte- und Festigkeitsgraden bis zu einer bestimmten Größe herstellen kann. Da die Produktion flexibler ist und daher näher an den Ort heranrücken kann, an dem Produkt gebraucht wird, lassen sich auch Lieferwege verkürzen.

Von der Idee zur Produktion

Ein weiterer Fortschritt des industriellen 3D-Drucks liegt in der zunehmenden Einbettung des Verfahrens in Prozesse, die die bestehenden Produktionsschritte berücksichtigen, sie ergänzen oder mit einem ganzheitlichen Konzept von der Entwicklung bis zur Herstellung ablösen. Carbon beschreibt dies als ‚Idea-to-Production‘-Plattform. Während 3D-Druck-Hardware früher für das einfache Prototyping in Entwicklungsabteilungen produzierender Unternehmen zum Einsatz kam, sind heute komplette und integrierte Lösungen – bestehend aus Hardware, Software und Material – gefragt. Beispielsweise können Produktdesigner mit der Software Design Engine von Carbon Bauteile und Gitterstrukturen digital entwerfen und dann an beliebigen Standorten und Druckern, die dem Endkunden am nächsten sind, drucken lassen. Oberflächenstruktur, Härtegrad, Flexibilität und weitere Produkteigenschaften sind dabei vorab kalkulierbar. Mit Hilfe cloudbasierter Software, unterschiedlichen Materialien und einem Netz an einsetzbaren 3D-Druckern kann ein Designer seine Anforderungsprofile direkt in konkrete Objekte umsetzen. Auch kurzfristig können in den Druckerzentren hohe Stückzahlen entstehen. Als etwa während der Pandemie die Produktionskapazitäten für die Abstrich-Stäbchen der Corona-Tests fehlten, half ein Produkt aus der additiven Fertigung aus.

 (Bild: Carbon Global HQ)

(Bild: Carbon Global HQ)

Roboter steuern Drucker

Intelligente additive Software hat nicht nur im Design-Stadium große Bedeutung. Auch in industrielle Automatisierungsprozesse kann 3D-Druck eingebunden werden. Das Advanced Manufacturing Center von Ford hat eine Schnittstelle entwickelt, mit der Maschinen verschiedener Zulieferer synchronisiert und Teile der Produktionslinie autonom bedient werden können. So hat der Autobauer ein autonomes System implementiert, durch das ein 3D-Drucker mit einem Radroboter in der gleichen Sprache kommunizieren kann. Der Roboter kann den Drucker ohne menschlichen Eingriff rund steuern. Laut Ford lernt der Roboter ständig aus den Daten des Carbon-Druckers und sorgt dadurch für eine kontinuierlich optimierte Präzision. In kleineren, seriellen Stückzahlen werde so u.a. Bremsleitungshalterungen für den Sportwagen Mustang GT500 produziert.

Meinungen überdenken

Damit Unternehmen von der Technologie profitieren können, sollten Produkt- und Beschaffungsmanager gefasste Meinungen überprüfen und sich auf die Besonderheiten der jeweiligen Verfahren fokussieren. Zwar kann es ungewohnt sein, mit den eigenen Ingenieuren und Designern in einer neuen Form zusammenzuarbeiten. Wirklung langwierige Überzeugungsarbeit ist meist aber nicht nötig.


Das könnte Sie auch interessieren:

ERP-Integrationen sind herausfordernde Projekte. Oft vergrößern überbordende Funktionswünsche das Risiko des Scheiterns. Eine Alternative ist die Ausarbeitung einer langfristigen ERP-Strategie samt Roadmap.‣ weiterlesen

Julia C. Arlinghaus, Nicole Dreyer-Langlet, Katharina Hölzle, Daniel Hug, Dieter Meuser und Björn Sautter verstärken den Forschungsbeirat Industrie 4.0. Das von Acatech koordinierte Gremium berät strategisch und unabhängig, insbesondere das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).‣ weiterlesen

Softwareanbieter Sage stellt neue Werkzeuge bereit, die eine Brücke zwischen der eigenen Systemumgebung und der Azure-Cloud von Microsoft bilden sollen.‣ weiterlesen

Fahrerlose Transportsysteme werden aufgrund ihrer Flexibilität für ständig neue Anwendungsfelder in Produktion und Logistik eingesetzt. Die Effizienz dieser Systeme steht und fällt mit ihrer Steuerungslogik. Um diese zu optimieren und schnell umzurüsten, hilft die rechnergestützte Simulation.‣ weiterlesen

Zum Jahreswechsel hat Kumavision Henrichsen4msd übernommen. Die Lösungen des DMS-Spezialisten sollen das eigene Portfolio ergänzen.‣ weiterlesen

BlueXP nennt NetApp sein neues Produkt zum Management von Multi- und Hybridcloud-Umgebungen. Das System ermöglicht die Verwaltung des Datenbestandes einschließlich On-Premises Unified Storage und First-Party Native Storage bei großen Public Cloud-Anbietern.‣ weiterlesen

Mittlerweile gibt es zahlreiche Optimierungsansätze, die auf IIoT-Vernetzung und KI-Anwendungen wie Bilderkennung basieren. Cloud-Plattformen helfen dabei, diese Technologien in den Produktionsalltag zu integrieren und die Entscheidungsfindung vor Ort an der Maschine zu unterstützen.‣ weiterlesen

Nachdem sich VDI-Direktor Ralph Appel Ende des vergangenen Jahres in den Ruhestand verabschiedet hat, tritt Adrian Willig dessen Nachfolge an.‣ weiterlesen

ERP-Systeme sind zentral für die Abwicklung der täglichen Geschäftsprozesse in Firmen. Und sie machen das gut. Das geben die meisten der rund 2.000 Anwenderunternehmen aus dem deutschsprachigen Raum in der Trovarit-Studie 'ERP in der Praxis' an. Für die aktuelle Ausgabe der seit 2004 realisierten Untersuchung wurden 130 ERP-Systeme bewertet, von denen 37 aufgrund ausreichender Datenbasis in die Studie eingingen.‣ weiterlesen

Das Mittelstand-Digital Zentrum Rheinland hat einen Praxisratgeber zum Thema Augmented und Virtual Reality für Unternehmen veröffentlicht. Die Publikation steht kostenfrei zum Download zur Verfügung.‣ weiterlesen

Ohne es zu bemerken, beeinflussen Websites, Programme oder Apps unsere Wahrnehmung und so auch unsere Handlungen. Denn die Frontends folgen bestimmten Regeln - den Gestaltprinzipien. Sie helfen, ein ansprechendes und verständliches Dashboard zu entwerfen.‣ weiterlesen