3D-Druck, auch als Additive Fertigung bezeichnet, spielt in der industriellen Produktion eine immer größere Rolle. Damit lassen sich Produkte schnell, effizient und kostengünstig herstellen. Doch für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) ergeben sich in diesem Zusammenhang Fragen. Lohnt es sich in solche eine Technologie zu investieren? Rechnet sich das Verfahren wirtschaftlich? Unterstützung und Beratung finden KMUs am Anwendungszentrum für Additive Fertigung (AAF) an der TU Kaiserslautern (TUK). Erst vor kurzem wurde hier eine Laserauftragschweißanlage in Betrieb genommen, bei der mehrere metallische und nicht-metallische Werkstoffe verarbeitet und kombiniert werden können.
Das Anwendungszentrum für Additive Fertigung (AAF) wurde vor rund einem Jahr gegründet. Im November 2020 gab das rheinland-pfälzische Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau den Startschuss und bewilligte dafür 2,65 Millionen Euro aus Mitteln des Landes und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Neu am Zentrum ist eine Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißanlage, die kürzlich in Betrieb genommen wurde.
Bei dieser Technik wird der pulverförmige Werkstoff durch den Laser bereits in der Luft aufgeschmolzen und anschließend Schicht für Schicht auf die Oberfläche des Bauteils aufgetragen. „Die Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie große Stückzahlen in kurzer Zeit herstellen kann“, sagt Sebastian Greco, wissenschaftlicher Mitarbeiter am AAF. Zudem gibt es bei der Maschine die Option der 5-Achs-Bearbeitung, was bedeutet, dass auch sehr komplexe Strukturen erzeugt werden können.
Interessant ist die Anlage zum einen für die Forschung, da sich hier die Möglichkeit bietet, verschiedene Materialien miteinander zu kombinieren. Auf diese Weise ließen sich beispielsweise Werkstoffe fertigen, die man gezielt mit neuen Eigenschaften ausstatten kann, etwa verstärkte Werkstoffe wie sogenannte Metall-Matrix-Komposite. Neben Metallen und Kunststoffen können bei diesem Verfahren aber auch Edelstahl, Titan und Aluminium zum Einsatz kommen.
Zum anderen spielt am Zentrum der Technologie-Transfer eine wichtige Rolle: An 3D-Druck interessierte Betriebe erhalten hier Unterstützung. „Jedes Projekt startet mit einer Vorbereitungsphase, in der wir mithilfe einer Machbarkeitsstudie analysieren, ob ein Bauteil aus wirtschaftlicher und technischer Sicht lukrativ für die additive Fertigung ist“, erläutert Sebastian Greco. „Erst dann erfolgt die eigentliche Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung von Prototypen.“
Jan Aurich, Leiter des Zentrums und Professor für Fertigungstechnik an der TUK, ergänzt: „Die Investition ermöglicht es uns, den Technologie-Transfer im Bereich des 3D-Drucks zu intensivieren und insbesondere kleine und mittelgroße Unternehmen auf ihrem Weg zur Produktion der Zukunft zu unterstützen. Die additive Fertigung mit ihrer hohen Flexibilität erlaubt es bereits jetzt, Lieferketten zu verkürzen und lokal zu produzieren. Mit dem neuen, beschleunigten Verfahren ist dies nicht nur für die Einzelfertigung und kleine Stückzahlen möglich, sondern auch für die industrielle Serienproduktion.“
In Workshops gibt das Zentrum interessierten Unternehmen regelmäßig Einblick in diese 3D-Technik und bietet auch Unterstützung an. Erst Ende Oktober beteiligte sich das AAF bei einer Veranstaltungsreihe der Handwerkskammer (HWK) der Pfalz, bei der es die Anwendungsmöglichkeiten der Technik vorstellte. Entstanden ist dieser Workshop durch die Vernetzung der HWK mit dem Referat Technologie und Innovation (RTI) der TUK und der Offenen Digitalisierungsallianz Pfalz. Unter dem Motto „Individuelle Lösungen und vielfältige Materialien“ fanden sich unterschiedlicher Gewerke an der TUK ein, um Einblicke in den aktuellen Stand der additiven Fertigung zu erhalten.
Quelle Text/Bild:
TU Kaiserslautern
Hochschulkommunikation
Gottlieb-Daimler-Straße 47
67663 Kaiserslautern
www.uni-kl.de
Kaiserslautern, 17.12.2021
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