Additive Manufacturing

Wo steht die additive Serienpoduktion?

| Autor / Redakteur: Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel* / Dorothee Quitter

Pilotanlage des Next-Gen-AM-Projekts zur automatisierten additiven Fertigung der nächsten Generation: Technischer Kern der Anlage ist das Vier-Laser-System EOS M 400-4 zum metallbasierten industriellen 3D-Druck. Ein fahrerloses Transportsystem und Roboter sorgen für einen reibungslosen Durchlauf der Teile durch die gesamte Produktionslinie [9].
Pilotanlage des Next-Gen-AM-Projekts zur automatisierten additiven Fertigung der nächsten Generation: Technischer Kern der Anlage ist das Vier-Laser-System EOS M 400-4 zum metallbasierten industriellen 3D-Druck. Ein fahrerloses Transportsystem und Roboter sorgen für einen reibungslosen Durchlauf der Teile durch die gesamte Produktionslinie [9]. (Bild: EOS)

Firmen zum Thema

Die Industrie möchte die Verfahren der Additiven Fertigung gerne zur Herstellung ihrer Serienprodukte einsetzen – einige Möglichkeiten gibt es bereits.

Die Verfahren der Additiven Fertigung drängen in die Serienproduktion. Aber was verstehen wir unter dem Begriff 3D-Druck in der Serienfertigung? Hier gibt es verschiedene Sichtweisen in Bezug auf den Begriff der Serienfertigung, die bei einem Automobilhersteller, der in Millionenstückzahlen denkt, anders aussehen, als bei einem Brillenhersteller oder Fahrradproduzenten. Doch wann werden die additiven Fertigungsverfahren für die Serien- oder Massenproduktion interessant? 

Da wäre zunächst die Individualisierung von Massenprodukten  bzw. die Individualität in der Serie. Dieser Ansatz beruht darauf, dass die additiven Fertigungsmethoden für die Produktion von Serienprodukten eingesetzt werden, wenn Individualität bei einem Massenprodukt, in welcher Form auch immer, gefragt ist.

Massenprodukte individualisieren

Beispiele hierfür sind der Sportschuh Futurecraft 4D von Adidas, der zum Teil mittels 3D-Druck produziert und bei dem mit einer Stückzahl von ca. 5000 Paar kalkuliert wird [1]. Oder die individuelle Sohleneinlage, bei der mit Hilfe von 3D-Scans und dynamischen Ganganalysen kundenspezifisch angepasste Einlagen mittels additiver Fertigung bereitgestellt werden [2].

Ein anderer Bereich, in dem die additive Fertigung immer mehr präsent wird, ist die Brillenherstellung. Immer mehr Optiker bieten ihren Kunden den Service einer individualisierten Brille, beruhend auf dem 3D-Scan der Kopfkontur, an. Dadurch kann die Gesamtgröße der Fassung, die Bügellänge sowie die Breite der Nasenauflage millimetergenau auf die Kopfform des Trägers abgestimmt werden. Zudem ist es möglich, z.B. im Brillenbügel einen persönlichen Schriftzug platzieren zu lassen [11]. Auch die Autoindustrie folgt diesem Trend mit vom Kunden individualisiert gestalteten Blinker- oder Interieurabdeckungen [3].

Individualität in der Serie ist aber auch bei Kunstobjekten mittels 3D-Druck unter Verwendung unterschiedlicher Materialzuführung oder mittels Verschiedenfarbigkeit im Filament möglich, wodurch mit zufälliger, individueller Farbgebung Unikate in Serie entstehen.

Serienprodukte additiv fertigen

Der Ansatz der parallelen Fertigung, wie er vor allem im spanenden Bereich seit langem angewandt wird, bedeutet, dass viele Maschinen gleichzeitig das gleiche Teil produzieren. Der Charme beim 3D-Druck besteht dabei aber zusätzlich noch darin, dass bei einem entsprechenden umfänglichen Maschinenpark an 3D-Druckern, infolge der werkzeuglosen Fertigung ohne Umrüstung, auf jeder Maschine auch verschiedene Teile herstellt werden können und so von der Serienfertigung jederzeit zur Einzelteilfertigung umgestellt werden kann und damit ein hochflexibler Maschinenpark zur Verfügung steht.

Eine andere Variante der parallelen Fertigung stellt der Einsatz von Mehrfachdruckköpfen dar, die gleichzeitig das gleiche Teil mehrfach produzieren. Hier gibt es Maschinen, die mit bis zu zehn Druckköpfen ausgestattet sind und damit simultan zehn gleiche Kunststoffobjekte auf einer Plattform produzieren können [10]. Auch im 3D-Metalldruck existieren bereits solche Lösungen, wie beispielsweise bei der True Print 5000 von Trumpf [8], bei der drei 500-Watt-Laserköpfe zeitgleich am gleichen oder an verschiedenen Teilen arbeiten, sowie bei der M 400/4 von der Firma EOS [9], die mit vier Laserköpfen ausgestattet ist.

Ergänzendes zum Thema
 
Literaturverzeichnis 

Eine weitere Variante zur Organisation der Serienfertigung stellt die Endlosfließfertigung dar. Die niederländische Firma  Blackbelt [7] präsentiert einen 3D-Drucker, der durch ein integriertes Transportband diese Art der Serienproduktion ermöglicht. Die Anlage kann durch das eingebaute Fließband viele gleiche oder verschiedene Objekte hintereinander drucken, aber auch Endlosmodelle (340 mm x 340 mm x unendlich) sind möglich, wobei eine Limitierung nur in der Materialmenge auf der Filamentspule besteht.

In dem Projekt Next-Gen-AM haben sich die Firmen EOS, Premium Aerotec und Daimler schon 2017 zusammengeschlossen, um die Grundlagen eines Produktionssystems für eine künftige Serienfertigung mittels 3D-Druck zu entwickeln [9]. Anfang September 2018 wurde die erste Pilotanlage im norddeutschen Varel in Betrieb genommen. Es handelt sich hierbei im Prinzip um das System einer flexiblen Fertigungszelle, bei dem das Herzstück ein Vier-Laser-System der Firma EOS für den metallbasierten 3D-Druck darstellt. Ein Roboter übernimmt dabei das komplette Handling. Er legt die gedruckten Teile zur Wärmenachbehandlung in einen Ofen, entnimmt diese anschließend wieder und bringt sie für die Qualitätssicherung zu einer 3D-Messstation. Abschließend gelangt die Bauplattform zu einer Säge, welche die Teile davon trennt. Das Besondere an der Anlage ist, dass die einzelnen Prozessschritte vollautomatisiert erfolgen und manuelle Schritte fast eliminiert wurden [9].

Das könnte Sie auch interessieren:

Pilotprojekt für automatisierten 3D-Metall-Druck erfolgreich abgeschlossen

Additive Fertigung

Pilotprojekt für automatisierten 3D-Metall-Druck erfolgreich abgeschlossen

07.06.19 - Das vor einem Jahr gestartete Gemeinschaftsprojekt von Premium Aerotec, EOS und Daimler "NextGenAM" zur Entwicklung einer Pilotanlage für ein automatisiertes Additive-Manufacturing-Verfahren hat große Potenziale für die Ersatzteil- und Serienbauteilfertigung im Hinblick auf die Herstellkosten bewiesen. Damit ist der 3D-Druck auf bestem Weg, sich im Automobil- und Luftfahrtbereich als zusätzliche Produktionsmethode weiter zu etablieren. lesen

Projekt bringt metallischen 3D-Druck in automobile Serienfertigung

Additive Fertigung

Projekt bringt metallischen 3D-Druck in automobile Serienfertigung

06.05.19 - 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. lesen

Durchgängige Prozesskette für Additive Fertigung

Projekt Bionic Aircraft

Durchgängige Prozesskette für Additive Fertigung

17.04.19 - Das europäische Forschungsprojekt „Bionic Aircraft“ hat einen weiteren Meilenstein für die Additive Fertigung erreicht: Erstmals lassen sich Bauteile direkt aus dem CAD-System Catia V5 drucken. lesen

* Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel, Hochschule Landshut, Fakultät Maschinenbau

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45886307 / 3D-Druck)