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AM Network: Impulse für generative Fertigung Additive Fertigung für KMU fördern

Autor / Redakteur: Hendrik Holsboer / Konrad Mücke

Mit neuen Technologien und daraus entstehenden Innovationen, wie dem 3D-Druck, können sich Schweizer KMU im globalen Wettbewerb behaupten. Die Tagung des «AM Network» gemeinsam mit der ETH am 24. Oktober 2019 wird das Potential der additiven Fertigung zeigen.

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Nur generativ zu fertigen: Bauteile mit komplexen Strukturen und mehrfacher Funktionsintegration.
Nur generativ zu fertigen: Bauteile mit komplexen Strukturen und mehrfacher Funktionsintegration.
(Bild: © ARNET·FOTO·GRAFIK, Christoph Arnet)

Bereits im 19. Jahrhundert stellte man mit 3D-Druck Reliefkarten her. In den 1970iger-Jahren wurde das Verfahren der Stereolithografie entwickelt und patentiert. Seit etwa 10 Jahren hat die additive Fertigung, auch generative Fertigung genannt, sich schnell weiterentwickelt.

Treibende Kräfte

Basis für die rasche Entwicklung sind in erster Linie die Informatik und die Materialwissenschaften. Um Werkstoffe effizient schichtweise aufzubauen, muss der Prozess weitgehend automatisiert ablaufen und die Werkstoffpartikel beziehungsweise -schichten müssen sich zuverlässig verbinden lassen. Selbstverständlich sind auch die Druckverfahren, die immer schneller und somit ökonomischer werden und verbesserte Objekteigenschaften wie beispielsweise optimierte Oberflächen ermöglichen, von zentraler Bedeutung. Inzwischen generiert man Objektdaten mit leistungsfähigen CAD-Systemen. Diese ermöglichen, Strukturen zu verwirklichen, die bei klassischer, zerspanender Fertigung nicht zu realisieren sind. Es können auf der Basis von CAD-Daten in einem Durchgang Hohlräume, komplexe bionische Strukturen, Materialmischungen, Materialeinfärbungen, ja sogar organische Stoffe erzeugt respektive verarbeitet werden. Darüber hinaus hat die Materialforschung weltweit, besonders auch in der Schweiz, grosse Fortschritte in der additiven Fertigung ermöglicht. Heute weisen die so erstellten Erzeugnisse Qualitätseigenschaften auf, die nahezu oder vollkommen den traditionell gefertigten Produkten entsprechen.

Chancen erkennen und nutzen

Obwohl die Informationstechnologie, die Materialforschung und die modernen Druckverfahren heute hervorragende additiv gefertigte Produkte ermöglichen, wird diese Technologie in der Praxis noch wenig eingesetzt. Das hat mehrere Ursachen. Zum einen steht man üblich Unbekanntem und somit nicht jahrelang Geprüftem kritisch gegenüber. Zum anderen fehlen in den Fertigungsbetrieben ausgewiesene Fachkräfte und Qualitätsnormen, rechtliche Leitplanken (zum Beispiel Kopierschutz) und optimierte Lieferketten. Letzteres wäre aber erforderlich, um hohe Investitionen in innovative Produktionsanlagen zu rechtfertigen.

Öffentlich gefördert

Es besteht ein allgemeines Interesse, der Schweizer Industrie den Zugang zu diesen (nicht mehr ganz) neuen Fertigungsverfahren zu ermöglichen und somit die Schweizer Wirtschaft zu stärken. Deshalb unterstützt der Bund mit der Innosuisse (vormals KTI) Forschungsprojekte und das nationale thematische Netzwerk (NTN) für den Know-how-Transfer von der Forschung in die Praxis. Beispielsweise gehört dazu das NTN «AM Network». Seit Anfang 2017 organisiert es in der gesamten Schweiz unterschiedliche Veranstaltungen. Diese sollen speziell für kleine und mittelständische Unternehmen die Chancen der generativen Fertigung aufzeigen. Zudem wollen Experten dazu animieren, mit der additiven Fertigung Innovationen zu realisieren.

Neben den regional durchgeführten «Science Updates» organisiert das «AM Network» auch Konferenzen und Tagungen. Die lokalen Anlässe richten sich an die KMU aus der Region. Sie werden zusammen mit einem Forschungspartner und oft mit einem AM-Dienstleister durchgeführt. Sie sollen den regionalen Unternehmen zeigen, dass die additive Fertigung grosses Potential für Ihre Wettbewerbsfähigkeit bietet. Zudem sollen sie den Kontakt zum Netzwerk, zu forschenden Hochschulen und zur Innosuisse vermitteln, die die KMU beim Investieren in die Technologie der generativen Fertigung unterstützen.

Bei den vom «AM Netzwerk» organisierten Konferenzen können KMU sich intensiv mit dem Thema befassen. Zur diesjährigen Tagung in Verbindung mit der ETH werden die Möglichkeiten aufgezeigt, mit additiver Fertigung in der Praxis Innovationen zu generieren und somit die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. An fünf Hochschulen (ETH, FHNW, FHO, HSLU, ZHAW) gemeinsam mit Wirtschaftspartnern durchgeführte Forschungsprojekte werden vorgestellt. Das betrifft beispielsweise verkürzte Entwicklungszeiten für seriennahe Kunststoffbauteile, Hybrid-Technologien für hochbelastete Bauteile, generativ hergestellte Strangpressmatrizen für Aluminiumprofile, gewichtsoptimierte Zahnräder, Sprühköpfe für Dampftemperaturregelungen und Möglichkeiten zum automatisierten Auftragsschweissen (Direct-Material-Deposition-Verfahren).

Buchtipp „Additive Fertigung“ In dem Grundlagenwerk „Additive Fertigung" erläutern bekannte Experten der ETH Zürich die zahlreichen Möglichkeiten der industriellen Entwicklung und Konstruktion additiv gefertigter Serien- und Endkundenteile. Neben erfolgreichen Produktbeispielen aus der Industrie werden neue Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, die dem Leser als praxisnaher Leitfaden dienen. „Additive Fertigung“ kann hier versandkostenfrei oder als eBook bestellt werden.

Sämtliche Projekte und Beispiele zeigen die Vorteile, die sich aus der Nutzung der generativen Fertigung für Unternehmen ergeben, aber auch die Schritte, die dabei zu bewältigen sind. - kmu - SMM

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