Additive Fertigung Die Reise der Additiven Fertigung geht weiter

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Die additive Fertigung erweist sich als eine Schlüsseltechnologie der industriellen Transformation. Doch wie geht die Reise weiter? Antworten auf diese Frage gibt das Technologieforum „Additive Fertigung – wie geht die Reise weiter?“ , das vom 11. bis 14. März 2025 im Rahmen der Industriemessen Intec und Z in Leipzig stattfindet.

Die additive Fertigung hat das Potenzial, den Design- und Herstellungsprozess von Produkten zu revolutionieren. Allein oder im Zusammenspiel mit konventionellen Verfahren kann sie Fertigungsaufgaben auf völlig neue Art und Weise lösen. „In den letzten Jahren gab es zahlreiche innovative Technologieentwicklungen in der additiven und hybriden Fertigung. Jetzt haben sich die Macher auf den Weg begeben, diese zunehmend zu industrialisieren. Unsere ‚Reise‘ im Technologieforum geht deshalb stark in diese Richtung. Wir konzentrieren uns auf konkrete Anwendungen, die im täglichen Arbeitsprozess gut umsetzbar sind, dem Nutzer wirtschaftliche Vorteile bringen und ebenso Nachhaltigkeitseffekte erzeugen. Mit Praxisbeispielen querbeet über Branchen wollen wir zum ‚Nachmachen‘ im besten Sinne anregen“, sagt Marcus Witt, Technischer Vertrieb der METROM Mechatronische Maschinen GmbH und Mitglied des Fachbeirates für das Technologieforum Additive Fertigung.

Wie KMU von Konzernen profitieren können

Beispiele für erfolgreiche additive Anwendungen in der Produktion sowie bei Bauteilreparaturen und Instandhaltungsmaßnahmen bilden einen Schwerpunkt des Forums. In einer Keynote berichtet Dr. Frank von Lacroix, wie im Volkswagen-Konzern die additive Fertigung vom Prototypenstatus aus immer mehr Einzug in die Serienproduktion hält. Experten von BMW zeigen in weiteren Vorträgen auf, wie Additive Manufacturing (AM) genutzt wird, um z. B. den Werkzeug- und Vorrichtungsbau zu optimieren. Der Schienenfahrzeughersteller Alstom setzt auf 3D-gedruckte Bauteile „auf Abruf“ und mit End-2-End-Rückverfolgbarkeit und stellt die On-Demand-Lösung vor. Von den Erfahrungen dieser Fahrzeughersteller und weiterer Unternehmen können KMU bei der Umsetzung von 3D-Druck-Prozessen in ihren Unternehmen profitieren.

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Mobile Reparaturfabrik im Containerformat

Die Vorteile von AM hinsichtlich Effizienz, Flexibilität und Nachhaltigkeit zeigen sich besonders bei Ersatzteilbeschaffung und Instandhaltung. Ein Beispiel ist die mobile Fabrik, die Reparaturen an komplexen Bauteilen selbst in entlegenen Gebieten oder auf hoher See ermöglicht. Der Spezialist für generative Fertigungstechnik Gefertec präsentiert die Technologieplattform im Containerformat. Dabei handelt es sich um eine gemeinsame Entwicklung mit Metrom und weiteren Partnern in einem Verbundvorhaben des WIR!-Bündnisses WI+R für die Digitalisierung der Wartung, Instandhaltung und Reparatur, koordiniert von der BTU Cottbus-Senftenberg. Die Innovation kombiniert spanende Bearbeitung mit Lichtbogen-, Plasma- und Laserschweißlösungen, ergänzt durch digitale Assistenzsysteme.

Weniger Kosten und Materialeinsatz mit additiven Reparaturverfahren

Mit der robotergeführten Laserdüse von Toolcraft können beschädigte oder verschlissene Bauteile durch selektiven Materialauftrag repariert werden. Im Vergleich zur Neuanfertigung spart dieser Ansatz nicht nur Kosten, sondern reduziert auch den Materialeinsatz. Welche Vorteile das Kaltgasspritzen (Metal Cold Spray) bei der Gussteilinstandsetzung im Vergleich zum herkömmlichen Schweißen hat, zeigt Knowhow Wilhelms, langjähriger Partner der Gießerei- und Automobilzulieferindustrie, auf dem Forum.

Über die Reparatur von Gasturbinenbauteilen mittels drahtbasiertem 3D-Laserauftragschweißen berichtet Oscar PLT. Die Bedeutung des Materials für erfolgreiche 3D-Druckprozesse steht im Mittelpunkt des Vortrags von Nordmetall. Das Unternehmen hat einen neuartigen Drahtwerkstoff entwickelt, das den 3D-Druck von Schutzkomponenten, u. a. für den Fahrzeugbau, erlaubt.

Aktuelle industrieorientierte Forschungsergebnisse stellt die Fraunhofer-Gesellschaft vor. Dabei geht es u. a. um effiziente Reparaturprozesse für industrielle Anwendungen mit dem Verfahren Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) sowie um den Einsatz von subtraktiven und additiven Technologien zur zeit- und kosteneffizienten Herstellung und Reparatur von Komponenten.

Chancen in der Medizintechnik

„In unseren Entwicklungsprojekten kooperieren wir eng mit Technologiepartnern aus dem KMU-Bereich. 3D-Druck-Unternehmen, die sich bisher auf Investitionsgüterbranchen konzentriert haben, finden in der Medizintechnik ein breites Betätigungsfeld“, verweist PD Dr. Ronny Grunert, Mitglied des Technologieforum-Fachbeirates und Wissenschaftler am Fraunhofer IWU und technischer Leiter des 3D-Druck-Forschungslabors an der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Leipzig, auf Chancen für neues Geschäft. „Eine Herausforderung ist, den gesamten Herstellungsprozess 3D-gedruckter Implantate oder Modelle inklusive Vor- und Nachbearbeitung bei Einhaltung höchster Qualitätsstandards noch effizienter zu gestalten“, beschreibt er, wie die „Reise“ der additiven Fertigung in der Medizintechnik weitergeht.

Digitalisierung ermöglicht additive Fertigung auf Knopfdruck

Das Realisieren eines effizienten durchgängigen Prozesses vom Design über Material- und Technologieauswahl, Produktionsvorbereitung und -durchführung bis hin zur Nachbearbeitung und Qualitätssicherung ist ein Ziel, dass Entwickler und Anwender über alle Branchen hinweg haben. Digitalisierung heißt hierfür das Lösungswort. „Mit einer durchgehenden Datenkette wird die additive Fertigung auf Knopfdruck möglich. Künstliche Intelligenz (KI) und Augmented Reality (AR) sind Treiber, um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen. Welche Lösungen es jetzt bereits gibt, ist ein wichtiges Thema des Technologieforums“, sagt Dr. Thomas Heber, stellvertretender Hauptgeschäftsführer des Composites United e. V. und Mitglied im Fachbeirat des Technologieforums.

Symate, Spezialist für Technologiedatenmanagement, zeigt auf, wie mit einer fundierten Datenbasis und KI-Tools vorausschauend die richtigen Fertigungsparameter für Produkte ermittelt werden können – und das in der geforderten Qualität ab Stückzahl 1. Das Leichtbau-Zentrum Sachsen stellt Vorgehensweisen vor, mit denen man zuverlässige Materialdaten gewinnt und auf dieser Grundlage präzise Simulationen im Entwicklungsprozess umsetzen und somit Entwicklungszeiten verkürzen kann. Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden demonstriert die Vorteile von AR in der Produktionsumgebung am Beispiel eines robotergestützten Spritzgussprozesses. AR-Tools unterstützen sowohl das Anlernen von Mitarbeitern direkt am Arbeitsort als auch das Überwachen einer Produktion und tragen zu mehr Sicherheit, Effizienz und Qualität bei.

Mit 3D-Druck die Grenzen des Machbaren verschieben

Um die Potenziale der additiven Fertigung zu erschließen, braucht es qualifizierte Ingenieure, Techniker und Facharbeiter. „Heute wird oft noch nach konventionellen Konstruktionsrichtlinien ausgebildet“, weiß Marcus Witt und betont: „Additive Technologien ermöglichen jedoch ein völlig neues Herangehen an das Design. Damit lassen sich Geometrien erzeugen, die mit konventionellen Verfahren nicht möglich sind. Dieses neue Herangehen eröffnet interessante berufliche Perspektiven. Es muss jedoch trainiert werden. In der Aus- und Weiterbildung finden die AM-Aspekte noch zu wenig Berücksichtigung.“ Aus diesem Grund widmet sich vor allem der letzte Tag des Technologieforums, der traditionell auch der „Berufsnachwuchstag“ von Intec und Z ist, den Themen Qualifizierung sowie Designfreiheit. In mehreren Vorträgen werden neue Qualifizierungsmöglichkeiten vorgestellt. Darüber hinaus gibt es interessante Einblicke, wie 3D-Druck Grenzen des Machbaren, z. B. beim Modedesign oder in Architektur und Bauwesen, verschiebt.

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