Die Industrialisierung der additiven Fertigung

Ein 3D-Drucker ist ein faszinierendes Gerät. Mittlerweile kann er unter Umständen auch schon so schnell sein, dass es sich lohnt, darüber nachzudenken, ihn in der Serienfertigung einzusetzen. Kleine Teile und Kleinserien vielleicht eher als Massenproduktion – aber immerhin: Man kann in Serie gehen. So weit, so gut.

Ilan Levin, CEO bei Stratasys, sieht in dieser Weiterentwicklung der Hardware an sich eine „natürliche Entwicklung“. Einstiegsmodelle würden verbessert und dringen in immer mehr Bereiche vor, erklärte er im Rahmen der Messe Formnext im November 2016. Das Ausschlaggebende, so Levin, seien in dieser Phase „Datenblätter und Preise“. Um die additive Fertigung aber einen entscheidenden Schritt weiter zu bringen, bedürfe es mehr. Möchte man in die nächste Phase des 3D-Drucks einsteigen, zählt nicht mehr nur der Drucker, den man von der Stange kaufen, aus seinem Karton auspacken und in Betrieb nehmen kann, sondern eine auf eine Anwendung zugeschnittene Lösung. Man betrete daher im 3D-Druck, laut Levin, eine „Ära der Spezialisierung“. Das beinhalte eine Einbeziehung der Supply Chain und der Entwicklung von Business Cases, um spezialisierte Lösungen für unternehmenskristische Anwendungen anbieten zu können. Der nächste Schritt geht also über die reine Hardware hinaus.

Dass es Zeit ist, einen Schritt weiterzugehen, sieht auch Branchengröße Eos. Zur Formnext hieß es vonseiten des Unternehmens, es gehe nicht mehr nur darum, wo die additive die konventionelle Fertigung ersetzen kann, sondern um die Integration in bestehende Produktionsumgebungen und die Vernetzung mit konventionellen Fertigungstechnologien. Dr. Adrian Keppler, CMO bei Eos, dazu: „Die Industrie befindet sich im nächsten großen Entwicklungsschritt: Die Integration der Additiven Fertigung in bestehende und zukünftige Produktionsumgebungen mit dem Ziel, den Teile- und Datenfluss in der Serienfertigung weiter zu optimieren.“

Auch Dr. Tobias Abeln, CTO bei Eos, geht es um die Integration in konventionelle Produktionsprozesse: „Themen wie Teilequalität, Qualitätskontrolle, Skalierbarkeit, Automatisierung sowie natürlich Total Cost of Ownership beschäftigen unsere Kunden in diesem Kontext.“

Im Angebot des Unternehmens daher: das Shared-Modules-Konzept. Bestehend aus mehreren Peripheriemodulen dient das flexible und skalierbare Konzept zur Integration der DMLS-Produktion (Direktes Metall-Laser-Sintern) in die industrielle Fertigung. Automatisierte Peripheriemodule und Transportlogistik sorgen für eine effiziente Versorgung gleich mehrerer Metallsysteme der EOS-M-400-Generationen. Damit lassen sich sämtliche Rüst-, Auspack-, Förder- und Siebtätigkeiten unabhängig vom und parallel zum Bauprozess durchführen.

Auch 3D Systems hat bereits eine automatisierte Plattform entwickelt. Die Plattform Figure 4 ermöglicht Kunden zunächst eine individuelle Anpassung von Konfigurationen und die Auswahl von Werkstoffen für spezifische Anwendungen. Daber reicht der Konfigurationsbereich von Maschinen zum Einzeldruck bis hin zu vollautomatischen Produktionssystemen, die mit 16 zusammenarbeitenden Maschinen einen hohen Durchsatz ermöglichen. Aber vor- und nachgelagert wartet der eigentliche Clou: Die Werkstoffe werden automatisch zugeführt, und die Möglichkeiten für die Nachbearbeitung sind ebenfalls integriert.

Stratasys neuestes Konzept umfasst den 3D-Druck mittels eines Roboterarms. Auf acht Achsen druckt ein Roboterarm mit einem FDM-Druckkopf auf eine bewegliche Druckplatte. Damit entfallen die Beschränkungen auf einen bestimmten Bauraum. Das Konzept ermöglicht die Integration von konventionellen Verfahren, Inspektionssystemen und Nachbearbeitungsschritten.

Auch auf Software-Ebene sehen die 3D-Druck-Unternehmen Handlungsbedarf. Eos und Stratasys arbeiten daher mit Siemens und seinem CAD-Tool Siemens NX zusammen. So bietet Eos beispielsweise Eosprint for Siemens NX an. Damit haben Konstrukteure den Vorteil, dass sie durchgängig in der ihnen bekannten Software-Umgebung arbeiten können.

So revolutionär der 3D-Druck an manchen Ecken auch sein mag, es wird deutlich, dass er nicht für sich alleine stehen kann, sondern vielmehr mit den konventionellen Verfahren zusammenarbeiten muss. Er wird die industrielle Fertigung, deren Strukturen über Jahrhunderte gewachsen sind, nicht in ihren Grundfesten erschüttern und alles neu machen.