3-D-Druck meets Mobilität

Additive Manufacturing Forum Berlin 2019 - das gab es zu sehen

Additive Fertigungsverfahren erlangen wachsende Aufmerksamkeit – so lautet das Résumé des Additive Manufacturing Forum 2019 in Berlin. Am 14. Und 15. März erreichte die Messe im Hotel Estrel mit 857 Teilnehmern im Vergleich zu ihrer Premiere im Jahr 2017 ein beinahe doppelt so großes Publikum. Unter den 97 Sponsoren und Ausstellern befanden sich wie gewohnt Unternehmen von internationaler Bedeutung, darunter Airbus, die Deutsche Bahn, Zeiss, EOS, Siemens und Stratasys.

Ziel der Europäischen Leitkonferenz und Fachmesse war es, den gemischten Akteuren aus Maschinenbau, Mobilität, Medizintechnik und Wissenschaft eine Plattform zu bieten, auf der es sich branchenübergreifend voneinander lernen lässt und der Austausch mit Experten möglich ist. Während der erste Veranstaltungstag mit Masterclasses zu innovativen Materialien und automatisierter Fertigung ganz im Zeichen der Zukunftsperspektiven der AM-Technologie stand, wandten sich Vorträge und Diskussionen am zweiten Tag den praktischen Beispielen aus Anwendersicht zu.

Workshops und Branchennetzwerk: In Berlin trifft sich die deutsche AM-Branche

Neben Anwendungsfällen im Bereich Luftfahrt, Medizin und Automobile beleuchtete die Panel Discussion Railway die Möglichkeiten des 3-D-Drucks im europäischen Bahnverkehr. Wie steige ich in den 3-D-Druck ein? Ist ein Auftragsfertiger oder eigene Fertigungsanlage die wirtschaftlich probate Lösung? - Diese essenziellen Fragen beantworteten die abschließenden Workshops den interessierten Neueinsteigern.

Berlin repräsentiert nicht nur als Veranstaltungsort der Messe, sondern auch als Treffpunkt und Produktionsort ein Zentrum der additiven Fertigungsverfahren: Das Kreuzberger Unternehmen BigRep fertigt hier die weltweit größten 3-D-Drucker für industrielle Zwecke in Serie. Auf dem Gelände des ehemaligen Gaswerks Mariendorf hat das Netzwerk Mobility goes Additive e.V. seinen Sitz, das vor zwei Jahren als Mitbegründer des Forums fungierte. Innerhalb dieser Zeitspanne ist MgA in seiner Mitgliederzahl von ehemals 9 auf 90 Firmen und Institutionen angewachsen. Mit dabei sind IT-Unternehmen, Druckmaschinen-Hersteller, Dienstleister und Universitäten. Damit repräsentiert der in Berlin ansässige Verein aktuell das größte 3-D-Druck-Netzwerk Europas. 

3D-Druck - Fertigungsverfahren der Zukunft?

Genutzt wird in der Luftfahrt insbesondere das Fused Deposition Modeling (FDM), bei dem das geschmolzene Material über Düsen zum gewünschten Objekt geschichtet wird. Beim selektiven Lasersintern (SLS) dagegen verschmilzt ein Laser loses Kunststoffpulver schichtweise zur endgültigen Form. Während sich per FDM extrem große Teile herstellen lassen, benötigt der 3-D-Druck per SLS keine Stützstrukturen und damit auch kaum Nachbearbeitungsschritte.

SLS und das verwandte Verfahren DMLS (Direct Metal Laser Sintering) kommen zudem in der Medizinbranche zum Einsatz. Medizinisches Gerät und Laborequipment ist in vielen Fällen ein Nischenprodukt, dessen Fertigung in Kleinserien durch additive Techniken günstiger wird. Zudem erlauben 3-D-Druck-Techniken die Herstellung individuell angefertigter Prothesen und Implantate. Das Fraunhofer-Institut forscht aktuell an einem Verfahren, in dem per Poly-Jet-Verfahren gedruckte Knochenimplantate bereits in der Produktion eine Amino-Gruppen-Beschichtung erhalten, die das Einwachsen erleichtert.

In der Automobilindustrie liegt der Fokus dagegen auf der wirtschaftlichen Fertigung von Metallteilen. Wechselt man hier von spanenden zu additiven Fertigungstechniken für die Industrie, kann teures Material, z.B. Titan, eingespart werden. Internationale Automobilfirmen versuchen aktuell Verfahren wie das selektive Laserschmelzen (SLM), Elektronenstrahlschmelzen oder Binder Jetting in ihre Produktion einzubinden.

3-D-Druck meets Mobilität

Warum der 3-D-Druck gerade im Bereich der Mobilität vorhandene Probleme löst, erklärt Stefanie Brickwede von der Deutschen Bahn: „Bei 40 Jahren Zuglebensdauer kann man den Ersatzbedarf nicht planen. In ICs gibt es Kopfstützen aus Kunststoff. Die gehen auch mal entzwei“, berichtet die Ökonomin. Ersatzteile für die jahrzehntealten Wagons lassen sich über die üblichen Verfahren nur langsam beschaffen – immerhin arbeiten herkömmliche Fabrikationsmethoden mit Mindestmengen, um rentabel zu sein. Beim Druck hingegen können Einzelteile bei Bedarf ohne Einrichtungskosten erzeugt werden. Die Deutsche Bahn nutzt diesen Vorteil für Teile von der Kopfstütze bis hin zum metallenen Radsatzlager-Deckel.

Dass additive Fertigungsverfahren das flexible Produzieren von Ersatzteilen und das kostengünstige Herstellen von Individualanfertigungen und Kleinserien erlauben, ist für viele Branchen zukunftsweisend. So profitiert die Luftfahrt von 3-D-Druck-Teilen mit komplexen Leichtbaustrukturen, die Material und Gewicht einsparen. Im Endeffekt tragen sie so zur Reduktion des Treibstoffverbrauchs und der CO2-Belastung bei.

Fazit

Sobald die Teile selten gebraucht werden, das Material teuer ist oder Anpassungen häufig durchgeführt werden, lohnen sich additive Fertigungsverfahren in allen Branchen. Innovationen, etwa im medizinischen Bereich, ermöglicht der 3-D-Druck erst. Auf dem Additive Manufacturing Forum 2019 hat Berlin erneut bewiesen, dass es auch die Hauptstadt der deutschen AM-Branche ist.