Additive Verfahren serientauglich machen

Photonische Prozessketten
27.03.2020
Erstellt von Photonik Forschung Deutschland

Mit dem Start des Projekts Smart4DED ist die Fördermaßnahme "Linienintegration additiver Fertigungsverfahren" komplett. Gemeinsam ist den sechs Projekten das Ziel, additive Verfahren in der Serienproduktion breiter nutzbar zu machen.

© TRUMPF
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Mehr Flexibilität gefordert

Die Anforderungen an Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und Vernetzung in der industriellen Produktion steigen. Außerdem sollen und wollen Kunden und Geschäftspartner zunehmend in Produktions- und Geschäftsprozesse eingebunden werden. Additive Fertigungsverfahren  helfen dabei, diesen Entwicklungen gerecht zu werden. Bei ihnen werden Materialien schichtweise aufgetragen. Sie können so flexibel unterschiedlichste Geometrien realisieren und ermöglichen die Massenfertigung individualisierter Produkte. Die entsprechenden Technologien sind bisher jedoch meist Insellösung und nicht in durchgängige Prozessketten eingebunden. Typische Anwendungsgebiete sind daher die Prototypenfertigung und hochpreisige Produkte in kleinen Stückzahlen wie beispielsweise medizinische Implantate, Werkzeug- und Formenbau oder Sonderanfertigungen.

Um die Möglichkeiten der additiven Fertigung zu erweitern und sie auch in Prozessketten der Serienproduktion zu integrieren, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung seit 2019 Projekte im Rahmen der Förderinitiative "Linienintegration additiver Fertigungsverfahren". Nun sind alle Projekte dieser Maßnahme gestartet.

Von Metall bis Polymer und Automotive bis Luftfahrt

Das Projekt ReAddi widmet sich einer prototypischen additiven Fertigungskette für die Automobilindustrie und betrachtet dabei den gesamten Prozess von der Bauteilgestaltung über Pulverherstellung und den laserbasierten Fertigungsprozess bis hin zur Nachbearbeitung. Ein ähnliches Ziel verfolgt das Projekt IDAM: Hier soll ein hochautomatisierter Serienprozess an konkreten Bauteilen aus den beiden Szenarien der Ersatz- und Gleichteilfertigung mit hohen Stückzahlen erprobt werden. Im Fokus des Projektes POLYLINE stehen polymerbasierte Werkstoffe. Auch hier erfolgt eine Demonstration am Beispiel von Serienteilen aus der Automobilindustrie.

Ziel des Projekts IDEA ist die Linienintegration additiver Fertigung durch das Überwinden der Grenzen auf physischer und digitaler Ebene. Im Ergebnis sollen Produktkosten sowie die Entwicklungs- und Durchlaufzeiten um 50 Prozent reduziert werden. Ein modularer Aufbau der angestrebten Produktionslinie soll sicherstellen, dass diese sowohl für Großunternehmen als auch für KMU geeignet ist.

Das Projekt GeKowiG vereint in einem hybriden Ansatz die konventionelle Herstellung von Blechrohren mit dem additiven Verfahren des Laser Metal Despositon (LMD). Herausforderungen ergeben sich hier aus der Nutzung des Werkstoffs Titan, der sich durch seine ausgezeichneten Eigenschaften sehr gut für einen Einsatz im Bereich der Luftfahrtindustrie eignet, gleichzeitig jedoch besonders schwer zu bearbeiten ist. Bauteilen aus der Luftfahrtindustrie widmet sich auch das Projekt Smart4DED. Ziel ist hier die wirtschaftliche und ressourcenschonende Fertigung von sehr großen Titanbauteilen mithilfe des laserbasierten Directed-Energy-Deposition-Verfahrens (DED).

Am Ende aller Projekte der Förderinitiative steht der Aufbau einer realen Demonstrationsfertigung, in der die erreichten Prozesse gezeigt werden können. Diese sollen als Blaupause dienen, um die additive Fertigung mittelfristig als weiteres alternatives Fertigungsverfahren für den Produktionsstandort Deutschland zu etablieren. Die Projekte sind für eine Laufzeit von drei Jahren angelegt. Informationen zur Fördermaßnahme und eine Übersicht aller sechs Projekte gibt es hier.