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.

ANZEIGE

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:

Mit Dimitrios Koutrouvis hat Lütze Transportation ab Oktober einen neuen Geschäftsführer. Er tritt die Nachfolge von André Kengerter an.‣ weiterlesen

Der Bitkom schätzt die Schäden durch Cyberangriffe auf jährlich 220Mrd.€. Unternehmen sind also gefragt, sich bestmöglich gegen solche Vorfälle zu schützen. Wie? Darüber können sich Interessierte vom 25. bis zum 27. Oktober auf der Security-Messe It-sa informieren.‣ weiterlesen

Low Code-Entwicklungsplattformen helfen Unternehmen, ihre IT an stetig wechselnde Strukturen und Prozesse anzupassen. Es gilt: Wo programmiert wird, kann meist Low Code-Technologie eingesetzt werden – erst recht im IIoT-Projekt.‣ weiterlesen

Planung und Überwachung sind entscheidende Faktoren für die Effzienz einer Produktion. Die Basis dafür bilden Daten. Daher setzt die Firma GGK in ihrer Fertigung auf die IIoT-Plattform Toii. Mit ihr erfasst der Hersteller von Kabelmanagement-Systemen alle relevanten Daten, um die Transparenz zu verbessern und etwa Störungen schneller zu beseitigen.‣ weiterlesen

Korrekte Stammdaten sind beim Wechsel auf SAP S/4Hana enorm wichtig. Drei Tools für das Product Structure Management helfen, die Engineering-Stückliste mit der Manufacturing-Stückliste automatisiert abzugleichen.‣ weiterlesen

Eine industrielle IoT-Plattform unterstützt dabei, auf digitaler Basis Transparenz zu erzielen, Prozesse zu optimieren und Fehler zu vermeiden. Dafür werden Menschen, Produktions-IT-Systeme und Maschinen miteinander verknüpft. Doch wie funktioniert das?‣ weiterlesen

Mit einem Plus von 0,7 Prozent im Vergleich zum Juni liegt der Auftragsbestand im verarbeitenden Gewerbe im Juli auf einem neuen Höchstwert. Die Reichweite der Aufträge bleibt unverändert bei 8 Monaten.‣ weiterlesen

Digitalisierung und Klimaschutz lassen den Bedarf an Beschäftigten in Ingenieur- und Informatikerberufen steigen. Der neue VDI-/IW-Ingenieurmonitor zeigt weiter eine angespannte Lage – doch es gibt auch positive Trends.‣ weiterlesen

Die Pandemie hat dazu geführt, dass mehr Menschen von zu Hause aus gearbeitet haben. Und viele der Beschäftigten wollen diese Möglichkeit auch weiterhin nutzen, wie eine Ifo-Studie zeigt.‣ weiterlesen

Unternehmen wollen und müssen etwas zum Klimaschutz beitragen, im eigenen Unternehmen oder mit innovativen Produkten oder Dienstleistungen. Beides kann erhebliche Investitionen erfordern - die sich durch zahlreiche Förderprogramme abfedern lassen. Energieberater Jörg Lieske vom BFE Institut für Energie und Umwelt hat sich auf diese Fördermittel spezialisiert und nennt die wichtigsten.‣ weiterlesen