Frau mit gedruckter Folie, Bild: Fraunhofer IWS Dresden

Gedruckte Thermoelektrische Module mit flexibler Geometrie. Bild: Fraunhofer IWS Dresden

So können beispielsweise bereits während der Herstellung elektrische Leiterbahnen und Sensoren in Bauteile hineingedruckt werden, die Auskunft über den Belastungszustand eines Produktes im späteren Betrieb geben.

Der 3D-Druck, wie die additive Fertigung von Produkten gerne auch genannt wird, hat längst den Schritt aus den Forschungslaboren der Wissenschaft in die industrielle Anwendung geschafft. Die Herstellung von Zahnkronen oder Implantaten für den Einsatz in der Medizin gehört heute bereits genauso zu den Einsatzfeldern der additiven Fertigung wie das Drucken von Flugzeugteilen. Eine Ruhepause für die Forscher bedeutet das aber lange noch nicht – im Gegenteil.

"Das riesige Potenzial, das die additive Fertigung verspricht, kann nur gehoben werden, wenn Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam an einem Strang ziehen. Denn momentan nutzen wir nur einen Bruchteil der Möglichkeiten aus, die uns verfahrens- und werkstoffseitig zur Verfügung stehen", sagt der Leiter des AMCD, Prof. Christoph Leyens. Der Werkstoffwissenschaftler ist Professor an der TU Dresden und gleichzeitig Institutsleiter am Fraunhofer IWS.

Den 3D-Druck fit für die Industrie machen

Das Team um Professor Leyens koordiniert unter anderem das Großforschungsprojekt AGENT-3D, in dem mehr als 100 Partner aus Industrie und Forschung gemeinsam an der Lösung von Herausforderungen arbeiten, die im Zusammenhang mit der Einführung der additiven Fertigung in die industrielle Produktion stehen. Das Verbundvorhaben wird vom BMBF mit 45 Miollionen Euro Fördermitteln unterstützt, hinzu kommen ca. 30 Millionen Euro, die von den beteiligten Industrieunternehmen aufgebracht werden.

Darüber hinaus arbeiten die Forscher des Fraunhofer IWS und der TU Dresden mit Hochdruck an weiteren Forschungsprojekten und in Industriekooperationen, denn der internationale Wettbewerb um die besten Produktlösungen ist hoch. Professor Eckhard Beyer, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IWS und Professor für Laser- und Oberflächentechnik an der TU Dresden, sagt zur Bedeutung der Forschungsarbeiten zur additiven Fertigung in Dresden: "Am Zentrum für Additive Fertigung Dresden werden die Fertigungstechnologien von Morgen entwickelt. Unser oberstes Ziel ist es, industrietaugliche Lösungen zu entwickeln und damit die Innovationskraft unserer Partner in der Wirtschaft zu stärken".

Forschung für die Industrie im AMCD

Gedruckte Raketendüse, Bild: Fraunhofer IWS Dresden
Im Pulverbett generierte Raketendüse mit angepassten Kühlkanälen. Bild: Fraunhofer IWS Dresden

Das AMCD zählt zu den größten Zentren seiner Art in Europa. Es wurde mit Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft und des Freistaats Sachsen errichtet. Das Innovationszentrum verfügt über die wichtigsten industriell relevanten Herstellungsverfahren für Metalle, Keramiken und Kunststoffe. Ein besonderes Alleinstellungsmerkmal liegt in der ausgeprägten Verfahrens- und Werkstoffkompetenz der beteiligten Forscher.

Nur in der Kombination von Verfahrungsentwicklung und Werkstoff-Knowhow lassen sich innovative Produkte mittels 3D-Druck herstellen, die einerseits kostengünstig und andererseits auch zuverlässig sind. Eine für die Raumfahrt entwickelte Raketendüse muss im Betrieb höchsten Belastungen standhalten. Kleine Fehler oder gar Risse dürfen bei der additiven Herstellung der Düse nicht auftreten, sie würden zum Ausschuss des Bauteils führen. Um mögliche Fehler aufzuspüren und Werkstoffe und Bauteile zu testen, stehen im AMCD umfangreiche Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung und für Belastungstest zur Verfügung.

Das AMCD vereint die Expertise der TU Dresden in der Grundlagenforschung in den Bereichen Werkstoffwissenschaft und Fertigungstechnik mit der anwendungsorientierten Forschung des Fraunhofer IWS nun unter einem Dach. hei

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