ZHAW: 3D-Druck in Forschung und Lehre Innovationen gezielt fördern und realisieren

Am Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung ZPP der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur befasst sich Dr. Andreas Kirchheim mit seinem Team im Schwerpunkt Advanced Production Technologies sehr intensiv mit der additiven Fertigung, dem industriellen 3D-Druck.

SMM: Herr Dr. Kirchheim, wie arbeitet das ZPP?

Andreas Kirchheim: Am ZPP entwickeln, forschen und arbeiten 32 Personen an zukunfts­weisenden Technologien und Methoden in einem breiten Anwendungsspektrum im Maschinen-, Werkzeug-, Leichtbau und in der Produktionstechnik. In enger Zusammenarbeit mit Industrie­unternehmen entwickeln wir kreative
Ideen, erforschen die technische und wirtschaftliche Machbarkeit, erstellen erste Prototypen und erarbeiten Prozesse zur Produktion. Dazu verfügen wir über umfassende Kenntnisse und Erfahrungen in zahlreichen Methoden und Technologien und über die jeweiligen Experten der unterschiedlichen Disziplinen.

Was ist das besondere Merkmal der Hochschule in Winterthur?

A. Kirchheim: Da kann man mehrere nennen. Äusserlich auffallend ist der Standort im ehemaligen Produktionsgelände in der Modelltischlerei von Sulzer. Vor mehr als hundert Jahren entstand hier seinerzeit innovative Technik, unter anderem Lokomotiven. Bezogen auf unsere Tätigkeit heben wir uns vor allem mit unseren Innovations­leistungen in der Produkt-, Prozess- und Methodenentwicklung ab. Praxisnah entwickeln wir zum Beispiel in Workshops mit Lego Serious Play Konzepte, kreative und disruptive Prozesse, Produkte und Dienstleistungen. Zudem verfügen wir wahrscheinlich einmalig unter den Hochschulen in der Schweiz über einen gut ausgestatteten Bereich für Industriedesign. Gerade in der Frühphase der Produktentstehung ist die Zusammen­arbeit zwischen Design und Technik sehr inspirierend. Es werden Entscheidungen getroffen, die das Enddesign und die Funktion massgeblich erfolgreich bestimmen. Darüber hinaus befassen wir uns mit der gesamten Prozesskette von der Idee über den Entwicklungs- und Produktionsprozess bis zum marktfähigen Produkt. Das betrifft die Produktentwicklung unter
Einsatz der neusten CAx-Technologien (3D-Experience), die rechnergestützte Simulation mit statischen und dynamischen Festigkeitsberechnungen sowie Produktions- und Montageverfahren.

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Welches ist Ihr Spezialgebiet?

A. Kirchheim: In der von mir geleiteten Forschungsgruppe Advanced Production Technologies entwickeln wir Prozesse
und Produkte speziell für die additive Fertigung, für selektives Laserschmelzen (SLM) von Metall. Wir befassen uns ganzheitlich mit den Chancen und besonderen Merkmalen dieser Technologie. Schwerpunkte sind die angepasste, additiv-gerechte Produktentwicklung, das Bereitstellen der richtigen Prozessparameter bis hin zur richtigen Nachbearbeitung der gedruckten Metallteile. Als Partner von Renishaw, Hersteller von Fertigungssystemen für SLM, erforschen wir detailgenau die Vorgänge bei SLM-Prozessen und erarbei­ten Lösungen zum Optimieren von Anlagen und Prozessen. Wir arbeiten
mit den neusten CAx-Technologien zum
Kons­truieren von Bauteilen für die additive Fertigung sowie zum Berechnen und Simulieren der Bauteil- und Prozesseigenschaften.

Zu den wesentlichen Aufgaben einer Hoch­schule gehören allerdings die Lehre und die Weiterbildung. Welche Leistungen bieten Sie für die Studierenden?

A. Kirchheim: Als Besonderheit bieten wir an der ZHAW bereits heute ein eigens auf die Praxis abgestimmtes Studienmodul «Additive Fertigung (3D-Druck)» im Bachelorstudium an. Unsere Erfahrungen und Erkenntnisse stellen wir selbstverständlich auch Berufsleuten mit Praxis­erfahrung seit vier Jahren in einem Weiterbildungskurs zur Verfügung. Ab dem nächsten Jahr können Ingenieure das international anerkannte CAS Certificate of Advanced Studies in additiver Fertigung erwerben. In übergreifenden und in individuell abgestimmten Workshops unterstützen wir die Industrie in der erfolgreichen Verwirklichung der additiven Fertigung in ihrem Unternehmen. Dabei können wir je nach Bedarf auch als Ideenschmiede gemeinsam mit den Teilnehmern nach innovativen Lösungen suchen und Ansätze für deren Realisierung entwickeln. Unsere Bachelorstudierenden, aber auch unsere Kunden, können in eigens eingerichteten Fachschwerpunkten beziehungsweise in Workshops sehr viel darüber lernen, wie man ausgehend von einer guten Idee möglichst rasch und wirtschaftlich erste Proto­typen erstellt, zu einem Proof of Concept gelangt und somit vorhersagen kann, ob sich ein Produkt oder eine Leistung wirtschaftlich und technisch lohnend realisieren lässt. SMM

Herr Dr. Kirchheim, vielen Dank für diese
Informationen.

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