Additive Fertigung

Projekt bringt metallischen 3D-Druck in automobile Serienfertigung

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Additive Gleichteilserienfertigung bei der BMW Group.
Additive Gleichteilserienfertigung bei der BMW Group. (Bild: BMW Group)

Der metallische 3D-Druck ebnet sich seinen Weg in die automobilen Serienprozesse. Künftig sollen damit mindestens 50.000 Bauteile pro Jahr in der Gleichteilfertigung und über 10.000 Individual- und Ersatzteile hergestellt werden. Unterstützt wird dieses Ziel vom Verbundprojekt IDAM.

Die zwölf Projektpartner des Projekts IDAM bestehend aus KMU, Großunternehmen und Forschungsinstitutionen wollen den metallischen 3D-Druck erstmalig in einen industrialisierten und hochautomatisierten Serienprozess in der Automobilindustrie überführen. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und der Lehrstuhl Digital Additive Production DAP der RWTH Aachen unterstützen das Vorhaben durch ihre langjährige Erfahrung im Bereich der Additiven Fertigungstechnologien.

Wunsch nach Produktindividualisierung ohne Mehraufwand

Das Ziel von IDAM ist die „Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing (AM) für automobile Serienprozesse“. Die zwölf Projektpartner legen mit diesem Vorhaben einen bedeutenden Grundstein für die technologische Vorreiterrolle Deutschlands und stärken das Land als Produktionsstandort nachhaltig. Durch die Integration des metallischen 3D-Drucks in die konventionellen Fertigungslinien der Automobilindustrie ermöglicht es IDAM, kosten- sowie zeitintensive Prozesse, wie die Fertigung von Formwerkzeugen, abzulösen und dem Wunsch nach Produktindividualisierung ohne Mehraufwand zu entsprechen.

Jährlich mindestens 50.000 Serienteile additiv fertigen

Der metallische 3D-Druck wird an zwei Standorten implementiert: im Additive Manufacturing Center der BMW Group in München sowie im Bonner Werk des Automobilzulieferers GKN Powder Metallurgy. Dort qualifiziert das IDAM-Team die AM-Technologie für die jeweils spezifischen Anforderungen in der Gleichteilfertigung wie auch der Individual- und Ersatzteilfertigung anhand konkreter Bauteile. Die anvisierten Stückzahlen sprechen für den Signalcharakter des Verbundprojekts. Künftig soll es bei höchstem Qualitäts- und Kostendruck mit den AM-Fertigungslinien möglich sein, mindestens 50.000 Bauteile pro Jahr in der Gleichteilfertigung und über 10.000 Individual- und Ersatzteile herzustellen.

Stückkosten für 3D-gedruckte Metallbauteile halbieren

In Bonn und München werden zwei modulare und nahezu vollständig automatisierte AM-Fertigungslinien aufgebaut. Sie bilden den gesamten Prozess von der digitalen über die physische Bauteilfertigung bis hin zur Nachbereitung ab. Einzelne Module können durch den bausteinartigen Aufbau der Linie an die unterschiedlichen Produktionsanforderungen angepasst und, sofern notwendig, ersetzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, einzelne Prozessschritte flexibel anzusteuern und auszulasten. Durch die ganzheitliche Betrachtung der automobilen Fertigungslinie wollen die Projektteilnehmer den manuellen Anteil der Tätigkeiten entlang der Prozesskette von aktuell rund 35 % auf weniger als 5 % senken. Außerdem sollen sich die Stückkosten der 3D-gedruckten Metallbauteile mehr als halbieren.

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KMU entwickeln serienfähige und modulare Fertigungsanlage

Vor allem die Expertise der KMU tritt in der Konzeption, Bereitstellung und Vernetzung der Module für die AM-Fertigungslinie innerhalb des Projektkonsortiums in den Vordergrund. Sie übernehmen unter anderem die Automatisierung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Prozessschritten oder entwickeln im Rahmen des Projekts eine serienfähige und modulare Fertigungsanlage für den metallischen 3D-Druck.

Industrielle Standards und industrierelevante Qualitätsmerkmale

Auch die weiteren modularen Bestandteile, wie das Pulverhandling, die Prozessüberwachung und die automatisierte Nachbearbeitung, werden durch die KMU entwickelt. Die Forschungsinstitutionen übernehmen unter anderem Aufgaben im Bereich der Prozessführung, des digitalen Zwillings sowie der präventiven Qualitätssteigerung. Die großen Industrieunternehmen als Projektpartner ermöglichen den Einsatz dieser verknüpften Module in den AM-Fertigungslinien unter realen Bedingungen und im großen Stil. Industrielle Standards können zudem festgelegt und industrierelevante Qualitätsmerkmale ausgearbeitet werden. Erst durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit wird es im IDAM-Projekt möglich, den metallischen 3D-Druck für die automobilen Serienprozesse ganzheitlich zu betrachten und ihn nachhaltig in der Produktion zu etablieren.

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