Forscher am 3D-Drucker, Bild: Oliver Kussinger

Neuartiger 3D-Drucker im Institut für Chemie, Material- und Produktentwicklung (OHM-CMP) an der TH Nürnberg. Bild: Oliver Kussinger

Zur industriellen Produktion von 3D-Kunststoffteilen mit einer hohen Bauteilgenauigkeit werden entsprechend dimensionierte Anlagen mit einer hohen Maschinenverfügbarkeit benötigt. Diese Systeme kosten in der Anschaffung über 100.000 Euro, das macht sie für kleinere und mittlere Unternehmen unrentabel.

Das Forschungsprojekt „Wirtschaftliches Additive Manufacturing durch modulare Maschinenkonzepte für Kleinserienproduktion in KMU“ von der TH Nürnberg bietet Lösungen für diesen Bedarf. „Das produzierende Gewerbe hat ein starkes Interesse, ein rentables Konzept für das sogenannte Rapid Prototyping, der Herstellung von 3D-Kunststoffteilen im 3D-Drucker, auch für die Klein- und Serienfertigung zu entwickeln. Das Forschungsziel der Wissenschaftler ist die Entwicklung von Fertigungsanlagen, die Standards der industriellen Produktion mit einem kostensenkenden Ansatz modularer Bauweise verbinden“, erklärt Professor Michael Koch.

Die Baugruppen, aus denen der 3D-Drucker besteht, wie die Antriebseinheit oder die Druckknöpfe, werden standardisiert. Das ermöglicht, die Schlüsselkomponenten universell in verschiedenen Maschinenkonzepten einzusetzen.

Stufenweiser Aufbau der Maschinen

Diese Modularität erlaubt es, die Anlage stufenweise auszubauen, orientiert an den Anforderungen der Unternehmen. „So kann für einen relativ niedrigen Anschaffungspreis eine Anlage auf Industrieniveau umgesetzt werden, die durch zusätzliche Module in ihrer Funktion erweitert werden kann“, sagtProfessor Michael Koch. „So können beispielsweise Pick-und-Place-Systeme für Metall-Inserts zur Erhöhung der Belastbarkeit in Kunststoffbauteilen angeschlossen werden. Mit austauschbaren Druckknöpfen ist die Verarbeitung unterschiedlicher Materialien möglich und die Flexibilität der Maschine wird durch die Integration weiterer Achsen erhöht.“

So kann jedes Unternehmen selbst entscheiden, welche Module für die Fertigung benötigt werden. Um die additive Kleinserienherstellung gut in kleine und mittlere Unternehmen zu integrieren, analysieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Unternehmensprozesse. Industrielle Kooperationspartner im Forschungsprojekt vertreiben die neu konzipierten Anlagen nach der Projektlaufzeit am Markt, sie entwickeln sie weiter oder setzen sie in der eigenen Fertigung ein. „Damit ermöglichen wir diesen Unternehmen einen Einstieg in zukunftsweisende Technologien“, erklärt Koch. hei

3D Druck: ke NEXT TV über den 3D Druck eines Autos (Quelle: ke NEXT TV)