Trendthema
Nass-chemisch entstütztes Bauteil. - © Fraunhofer ILT, Aachen
25.05.2022

Metallischer 3D-Druck: Serienproduktion von Autoteilen auf der Zielgeraden

Metallischer 3D-Druck: Serienproduktion von Autoteilen auf der Zielgeraden

„Die Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing (AM) für automobile Serienprozesse ist gelungen“. Mit Stolz verkünden 12 Projektpartner, dass dies mit IDAM (Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing) in doppelter Hinsicht geglückt ist.

Vor drei Jahren startete das Konsortium aus KMU, Großunternehmen und Forschungsinstitutionen mit dem gemeinsamen Ziel, den metallischen 3D-Druck im Bereich der automobilen Serienproduktion zu revolutionieren. Gleich an zwei Standorten wurde jeweils eine digital vernetzte, vollautomatisierte 3D-Druck-Fertigungslinie aufgebaut und für die automobile Serienproduktion vorbereitet. Ab sofort können an den Standorten der BMW Group in München sowie bei GKN Powder Metallurgy in Bonn pro Jahr mindestens 50.000 Bauteile in der Gleichteilefertigung bzw. mehr als 10.000 Individual- und Ersatzteile mittels 3D-Druck via Laser Powder Bed Fusion Verfahren (LPBF) kosteneffizient gefertigt werden. Durch die modulare Auslegung des Blueprints dieser Linie kann die Jahresstückzahl beliebig weiter skaliert werden.

In nur drei Jahren – von der Konzeptskizze zur vollintegrierten Fertigungslinie

Gestartet in 2019 transferieren heute fahrerlose Transportsysteme (sogenannte FTS) vollautomatisch die mobilen Baukammern der 3D-Drucker zwischen den Modulen der IDAM-Fertigungslinien. Das Maschinenballett wird orchestriert von einer zentralen Steuerungseinheit, in der auf digitaler Ebene alle Daten der einzelnen Linien-Module zusammenlaufen. Durch den so generierten digitalen Zwilling werden zu jedem Zeit-punkt alle relevanten Fertigungsdaten überwacht – für ein Höchstmaß an Produktivität und Qualität.

IDAM (Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing) hat die digital vernetzte, vollautomatisierte 3D-Druck-Fertigungslinie aufgebaut und vollständig in die automobile Serienproduktion integriert. - © Fraunhofer ILT, Aachen
IDAM (Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing) hat die digital vernetzte, vollautomatisierte 3D-Druck-Fertigungslinie aufgebaut und vollständig in die automobile Serienproduktion integriert. © Fraunhofer ILT, Aachen

Neuartige Konzepte zur automatischen Generierung der 3D-Druck-Baudaten wurden entwickelt. Vollautomatisierte Module transportieren das verarbeitete Metallpulver und bereiten es auf. Zusätzlich erfolgt die automatische Nachbearbeitung der gefertigten Bauteile in eigens konzipierten Stationen. Entlang dieser Linien wurden umfassende Maßnahmen zur Qualitätssicherung implementiert. Zum Beispiel erfolgt beim Laser-schmelzprozess mittels Sensorik die Überwachung und eine Qualitätssicherung der Fertigteile.

Vernetzte Fertigungslinien erfordern eng vernetzte Projektpartner

Die Implementierung der Linien erforderte interdisziplinäre Expertise. Mit ihr konnten Digitalisierung, Automatisierung – im Maschinen- und Anlagenbau – in der Bauteilauslegung sowie im Bereich des metallischen 3D-Drucks realisiert werden. Das Fraunhofer- Institut für Lasertechnik ILT in Aachen unterstützte das Vorhaben durch seine langjährige Erfahrung im Bereich der Additiven Fertigungstechnologien. Den Projektpartnern war schnell klar, dass Lösungen „von der Stange“ den ambitionierten Projektzielen und den damit einhergehenden Produktivitäts- und Qualitätsansprüchen der Automobilindustrie nicht genügen. So musste ein Großteil der Module auf digitaler und physischer Ebene gänzlich neu entwickelt werden. Zudem ist ein erfolgreicher Betrieb der IDAM-Linien nur durch die enge Vernetzung der einzelnen Module möglich – selbiges wurde den Projektpartnern abverlangt. Vom inhabergeführten KMU bis zum Großunterneh-men etablierte sich ab dem ersten Projekttag ein Spirit, geprägt vom gemeinsamen Streben nach Erfolg: Voneinander lernen, gemeinsam innovative Lösungen erarbeiten und die individuellen Stärken der einzelnen Partner bestmöglich zu Entfaltung zu brin-gen – für IDAM waren dies die Schlüssel zum Erfolg.

(Quelle: Presseinformation des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT)

Schlagworte

3D-DruckAdditive FertigungLaser Powder Bed FusionLasertechnologienMetallische Werkstoffe

Verwandte Artikel

Der im 3D-Druck hergestellte „A-Link“.
15.06.2022

Erstes lasttragendes, metallisches Ersatzteil aus dem 3D-Drucker für die Luftfahrt zugelassen

In ihrem gemeinsamen Bestreben, Flugzeugersatzteile durch additive Fertigungsmethoden günstiger herzustellen, haben Lufthansa Technik und Premium AEROTEC vor kurzem einen...

3D-Druck Additive Fertigung Laser Powder Bed Fusion Luftfahrt Metallische Werkstoffe Titan
Mehr erfahren
Ein Mitarbeiter von LaVa-X arbeitet an einer Laserschweißanlage mit der darin befindlichen offenen Evakuierungskammer, die in 3-5 Sekunden ein Vakuum über dem Bauteil erzeugt.
02.06.2022

Elektromobilität braucht Schweißnähte von allerhöchster Qualität

Der Klimawandel stellt unsere Wirtschaft vor gigantische Herausforderungen. Eine davon ist, dass wir mehr erneuerbare Energien brauchen. Das Laserstrahlschweißen unter Va...

Elektromobilität Elektronenstrahlschweißen Laserstrahlschweißen Lasertechnologien Schweißnähte Schweißtechnik
Mehr erfahren
25.05.2022

NOXMAT feiert 30-jähriges Firmenjubiläum

Die NOXMAT GmbH mit Sitz in Oederan/Sachsen feiert in diesem Jahr ihre 30-jährige erfolgreiche Unternehmensgeschichte. Seit seiner Gründung im Jahr 1992 ist das Unternehm...

Beheizungstechnik Brennersysteme Industrieöfen Metallische Werkstoffe Thermoporozessanlagen Wärmebehandlung
Mehr erfahren
20.05.2022

Kleine Losgrößen automatisiert schweißen – bald auch für KMUs selbstverständlich?

Lohnten sich Investitionen in Robotik auch für KMU, wo normalerweise unterschiedliche Bauteile in kleinen Losgrößen manuell geschweißt werden? Intelligente Software-Lösun...

Additive Fertigung Automatisiertes Schweißen Cobot Schweißen Datenmanagement Fachkräftemangel Roboterschweißen Schweißen Schweißtechnik Sensorik WAAM
Mehr erfahren
Dr.-Ing. Roland Boecking und MdB Markus Hümpfer (links und Mitte) bei ihrem Besuch bei der HWS Lasertechnik GmbH in Schweinfurt. Im Bild mit Geschäftsführer Matthias Wolfrum.
DVS Group
18.05.2022

Ortstermin zeigt die Vorteile von Forschung für den Mittelstand

Die erheblichen Vorteile von Forschungs-projekten für jedes einzelne Unter-nehmen und den deutschen Mittelstand standen im Zentrum eines Ortsbesuchs des DVS-Hauptgeschäf...

Formen Fügen Fügetechnik Lasertechnologien Markieren Metallbearbeitung Schneidtechnik Trennen
Mehr erfahren