ecoplus AM 4 Industry: Erfolgreicher CORNET Projektabschluss

Spritzgusswerkzeug mit zwei Einsätzen: konventionell und additiv gefertigt ermöglicht einen direkten Vergleich. (Bild: JKU)

Benjamin Losert
Projektmanager bei ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH

„Dank der Expertise und der engagierten und aufgeschlossenen Zusammenarbeit der beteiligten Partner konnten wir gleich mehrere Methodiken und Leitfäden entwickeln, die sich für die Industrie als äußerst relevant erweisen werden.“

Additive Prozesse finden zunehmend Einzug in die industrielle Fertigung. Basierend auf 3D-Modell-Daten erlauben additive Produktionsverfahren eine automatisierte schichtweise Erstellung von Teilen aus Kunststoffen, Metallen und Keramiken. Umgangssprachlich als 3D-Druck bezeichnet, ermöglichen die Technologien die Fertigung komplexer Strukturen, die konventionell nicht herstellbar sind und erlauben damit die Erstellung neuer Produkteigenschaften und Funktionen.

Konventionell gefertigte Kühlkanäle im Vergleich zu konturnahen Kühlgeometrien, wie sie nur durch den Einsatz Additiver Fertigung möglich sind.

Erfolgsfaktoren der AF

Während einige Unternehmen additive Technologien bereits gewinnbringend einsetzen, kämpfen andere mit der Einbettung in die Wertschöpfungskette, da ein ökonomischer Einsatz von den Anwendern ein breites Spektrum an Kompetenzen in den Bereichen Prozesse, Materialien, Nachbearbeitung und Qualitätssicherung abverlangt. Außerdem bedarf es einer sorgsamen Kosten-Nutzen-Abwägung unter Berücksichtigung der benötigten Qualität. Der erfolgreiche industrielle Einsatz ist daher maßgeblich von der Definition der Qualitätsmerkmale, einer Entwicklung von Methoden für Design und Konstruktion, einer verlässlichen Überwachung der Produktionsprozesse, von geeigneten Richtlinien für die Nachbearbeitung und von einem passenden Kosten-/ Nutzenmodell abhängig.

Zur Ergründung dieser Erfolgsfaktoren haben der ecoplus Kunststoff-Cluster und der ecoplus Mechatronik-Cluster in Niederösterreich im November 2016 das ambitionierte CORNET-Projekt AM 4 Industry ins Leben gerufen. Zwei Jahre forschten acht namhafte Forschungspartner und 51 Unternehmen aus Österreich, Deutschland und Belgien an Konzepten für den erfolgreichen industriellen Einsatz additiver Fertigungsverfahren. Dem COllective Research NETwork (CORNET) aus Wissenschaft und Industrie stand dabei ein Budget von 2,1 Millionen Euro zur Verfügung.

Das Forschungsnetzwerk

Neben dem Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) der RWTH Aachen, der Fotec – Forschungs- und Technologietransfer GmbH, der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, dem Institut für Polymer- Spritzgießtechnik und Prozessautomatisierung der Johannes Kepler Universität Linz, dem Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung der Montanuniversität Leoben und der RHP-Technology GmbH, beteiligten sich auch der Belgische Partner Sirris am ambitionierten Projekt.

Nach der intensiven Zusammenarbeit, wurde nun der erfolgreiche Projektabschluss vermeldet. Die Ergebnisse wurden in fünf für Praxis und Forschung relevante Publikationen unterteilt, die Industrieunternehmen bei der Implementierung additiver Fertigungsverfahren aktiv unterstützen sollen. Neben eines Fehlerkatalogs für Laserstrahlschmelzen, einer praktischen Methodik zur Gestaltung für die Additive Fertigung, einer grundlegenden Überlegung zu den Prozessen und einer Qualitätsoptimierung und Kostenanalysen zur Vorbereitung der Implementation publizierte das kollektive Forschungsnetzwerk auch ein anwendungsorientiertes Beispiel zum Einstieg in OpenFoam® und chtMultiRegion zur Strömungssimulation bei der Gestaltung von konturnahen und regellosen Kühlkanälen.