Additive Fertigung

Additive Manufacturing kann nahezu jede Geometrie und selbst komplexe Strukturen ohne wesentlichen Mehraufwand realisieren – ein großer Schritt in Richtung Massenfertigung individualisierter Produkte. Derzeit ist sowohl die vertikale als auch die horizontale Integration additiver Fertigungsverfahren in konventionelle Linien jedoch nur in einem begrenzten Rahmen umsetzbar, da es an prozesskettenübergreifenden Standards mangelt. Dies liegt an AM-spezifischen Produktionsschritten (z. B. Produktionszeit im „Batch-Prozess“) und den allgemein niedrigen Automatisierungsgrad der physischen Handling- und Transportprozesse.

Zum anderen ist die digitale Datenkette entlang der horizontalen Prozesskette an vielen Schnittstellen nicht durchgängig, was gegenwärtig zu Intransparenz, Fehleranfälligkeit und eingeschränktem Monitoring entlang der Prozesskette führt und eine Einbindung in relevante Produktionssteuerungen erschwert. Diese Hemmnisse schränken das offensichtlich hohe Potenzial additiver Fertigungsverfahren in bestehende Serienproduktions- und Montagelinien ein.

Die additive Fertigung gelangte unter dem Schlagwort 3D-Druck zu großer Bekanntheit. Der Eindruck, dass dabei eine völlig neue Technik entstanden ist, trügt jedoch: Diese Verfahren gibt es bereits seit über 20 Jahren. Der Ursprung liegt dabei in der Herstellung von Modellen und Prototypen. Erst in den letzten Jahren wurden auch die Vorteile für eine industrielle Bauteilfertigung erkannt. Damit rücken jetzt auch andere Aspekte in den Vordergrund: Um die werkzeuglose Bauteilfertigung mit höchsten geometrischen Freiheitsgraden industriell nutzbar zu machen, müssen die von konventionellen Verfahren gewohnte Qualität und Zuverlässigkeit ebenso erreicht werden wie auch der Einsatz gängiger, technischer Werkstoffe. Wissenschaftler des Fraunhofer IPA entwickeln, kombinieren und optimieren additive Herstellungsprozesse. Dabei konzentrieren sie sich auf Kunststoffe und neue, derzeit noch nicht verarbeitbare Materialien. Im Fokus stehen dabei stets die Erschließung neuer und die Verbesserung vorhandener Anwendungen mit Hilfe der additiven Fertigung.

Mithilfe additiver Fertigungsverfahren können Entwicklungszeiten drastisch verkürzt und hochkomplexe Baugteilgeometrien kosteneffizienter gefertigt werden. Dank der vielen Vorteile einer werkzeuglosen Produktion wird Additive Manufacturing (AM) in immer mehr Branchen eingesetzt. Waren noch vor Kurzem vorrangig die Luftfahrt und die Medizintechnik die Treiber, werden nun vermehrt Anwendungen im Werkzeug-, Sondermaschinen- und Automobilbau erschlossen. Das Fraunhofer IPK unterstützt Sie dabei, die Potenziale dieser neuen Fertigungsmethoden für Ihr Unternehmen zu nutzen. Zusammen mit Ihnen prüfen wir Ihre Use Cases und entwickeln die passenden Prozesse und Technologien.

Unser interdisziplinäres Team ist auf die metallverarbeitenden Prozesse Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) und Directed Energy Deposition (DED) spezialisiert. Wir bieten Ihnen unter anderem wirtschaftliche Fertigungslösungen für neueste Werkzeugkonzepte, erarbeiten maßgeschneiderte Reparaturprozesse und verkürzen Ihren Time-to-Market durch den Einsatz von Simulationstools. Die Entwicklung neuer Anlagenkonzepte für AM zur Erhöhung der Produktqualität und Fertigungsrobustheit unserer Kunden ist ein weiteres Kernthema.

Unsere Stärke ist unser breites Fertigungs-Know-how. Wir verknüpfen klassische Produktionsverfahren, Automatisierungskonzepte und IoT-Systeme zielgerichtet mit additiven Prozessen. Die additive Fertigung ist dabei für uns kein Selbstzweck, sondern ein entscheidender Baustein für die Lösung aktueller Herausforderungen in der Produktion.