Arbeitsgemeinschaft AM im VDMA: Arbeitsgruppe Additive Fertigung im VDMA

Unsere Arbeitsgemeinschaft macht Chancen und Perspektiven der Additiven Fertigung für die Industrie transparent. Der engagierte und offene Austausch bringt additives Denken und Maschinenbau zusammen. Rainer Gebhardt, Projektleiter der AG AM im VDMA

Heute bringen rund 140 Unternehmen und Forschungsinstitute ihre Erfahrungen und ihr Know-how aus einem halben Dutzend Ländern und verschiedensten Branchen ein. Diese Vielfalt ist gewollt. Die Plattform steht auch Nicht-Mitgliedern des Verbandes offen, damit Akteure aus allen Bereichen der additiven Wertschöpfungskette zusammenkommen. So sind z. B. viele führende Hersteller von AM-Anlagen für Metalle, Kunststoffe und Keramiken in der Arbeitsgemeinschaft mit dabei. Zulieferer haben sich angeschlossen, ebenso viele Fertigungsdienstleister, die additive Verfahren im Dauereinsatz nutzen. Sie bringen ebenso praktische Erfahrungen ein, wie Materialhersteller, Anbieter von Prozessgasen, Automatisierungstechniker und Softwarespezialisten oder Vertreter aus Forschungsinstituten. Die größte Gruppe stellen aber industrielle Anwender – das Gros von ihnen aus dem Maschinen- und Anlagenbau.

Perspektiven des Maschinen- und Anlagenbaus

Die Arbeitsgemeinschaft ist damit selbst eine Schnittstelle. Dabei zeigt sich, wie vielfältig das Interesse der Maschinen- und Anlagenbauer am Thema Additive Manufacturing ist. Viele von Ihnen nutzen selbst additiv gefertigte Bauteile. Der Bedarf ist dort am größten, wo Maschinen und Anlagen individuell auf Kundenanforderungen zugeschnitten werden. Sondermaschinenbauer und Hersteller von Handhabungstechnik nutzen AM für komplexe Bauteile in geringer Stückzahl. Sie schöpfen Leichtbaupotentiale aus und beschleunigen Entwicklungsprozesse durch kurze Iterationsschleifen: Wo sich Greifer oder Saugschuhe optimal an Produkte anschmiegen, obendrein weniger wiegen, schneller umrüstbar und einfacher zu reinigen sind, liegen die Kundenvorteile auf der Hand.

Es gibt mittlerweile Dutzende Anwendungsbeispiele, etwa im Leichtbau oder in der bionischen Formgebung. Ins Innere von Bauteilen verlegte Pneumatik-, Hydraulik- oder Kühlkanäle entfalten ihre Hebelwirkung in Druckerei-, Gießerei-, Bohr- und Fräsprozessen. Industriesauger wechseln dank additiv gefertigter Düsen zwischen Blas- und Saugbetrieb. Umform-, Härt- und Schweißprozesse werden mithilfe optimierter, additiv gefertigter Kupferinduktoren effizienter.

Viele Maschinenbauer nutzen zudem die Chance, sich im wachsenden Markt als Anbieter zu positionieren. Mal mit eigenen Verfahren und Anlagen, mal als Hersteller der Materialien oder Prozessgase oder als Automatisierungstechniker bzw. als Anbieter im Bereich Nachbearbeitung, Wärme- und Oberflächenbehandlung.

Auch wenn additive Verfahren bisher eher als Ergänzung konventioneller Fertigungsverfahren dienen, trauen ihnen Marktexperten in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrttechnik zu, ganze Lieferketten und Logistikkonzepte zu verändern. Überall, wo additive Verfahren dazu beitragen, die Qualität, Ressourcen- und Energieeffizienz konventioneller Prozesse zu verbessern, werden für ihre Anwender Wettbewerbsvorteile greifbar: Gussprozesse lassen sich durch konturnahe Kühlkanäle in additiv gefertigten Werkzeugen optimierten. Additiv gefertigte Sprühköpfe reinigen und schmieren treffsicherer, was u. a. längere Standzeiten von Gesenkschmieden ermöglicht. Turbinen, Lüfter, Greifer und viele andere Komponenten lassen sich mithilfe additiver Verfahren optimieren – was jeweils eine Kette von Vorteilen nach sich zieht.

Die Mitglieder in der Arbeitsgemeinschaft eint das Ziel, die Industrialisierung additiver Verfahren voranzubringen. Sie planen, die zunächst nur auf Metall-Pulverbettprozess zielende Roadmap auf weitere AM-Verfahren und Werkstoffe zu übertragen.

Normung ebnet Wege in regulierte Anwendungen

Die Mitglieder in der Arbeitsgemeinschaft eint das Ziel, die Industrialisierung additiver Verfahren voranzubringen. Dafür engagieren sie sich in Arbeitskreisen – darunter ein Arbeitskreis, der die Normung additiv gefertigter Bauteile und Geräte vorantreibt, die im Geltungsbereich der europäischen Druckgeräterichtlinie (DGRL) genutzt werden sollen. Führende Hersteller von Pumpen und Armaturen sowie Anlagenbauer und -betreiber aus der chemischen Industrie arbeiten hier sowohl mit Experten von Überwachsungsstellen, Vertretern des DIN-Normenausschusses Maschinenbau im VDMA, als auch mit Werkstoffexperten aus Industrie und Forschung zusammen. Gemeinsam treiben sie die Normung voran und stimmen sich dabei eng mit anderen nationalen und internationalen Normungsgremien ab.

Dies geschieht unter Leitung des Normenausschusses Chemischer Apparatebau im VDMA aus gutem Grund: Nur wenn es gelingt, verbindliche Einsatz- und Qualitätskriterien zu definieren und juristische sowie sicherheitstechnische Fragen vorab zu klären, wird AM in dem streng regulierten Markt Fuß fassen. Ökonomisch und technisch wäre das hoch interessant, denn im Anlagenbau werden Rohrverteiler und Armaturen oft individuell in Bauräume eingepasst. Geringe Stückzahlen, komplexe Geometrien und hoher Bedarf an Sonderlösungen sprechen klar für additive Verfahren.

AM in der Smart Factory

Ein anderer Arbeitskreis widmet sich der Vision vollautomatisierter Prozessketten. AM-Anlagenbauer, Nachbearbeitungs-, Software- und Automatisierungsspezialisten sowie zahlreiche Anwender haben hierfür eine umfangreiche Roadmap erarbeitet. Dafür haben sie den Gesamtprozess in mehr als zwei Dutzend Schritte zergliedert, für jeden einzeln den Status-Quo ermittelt und nötige Schritte zur Teil- und Vollautomatisierung und schließlich zur Einbettung in voll vernetzte Smart Factories skizziert. Das Spektrum reicht von der Vernetzung verschiedener Fertigungsstandorte und deren Produktionsstufen bis zur Detailbetrachtung einzelner Prozessschritte oder zur Erarbeitung einer digitalen Bauteilakte für durchgängige Entwicklungs- und Fertigungsprozesse.

Die Mitglieder planen, die zunächst nur auf Metall-Pulverbettprozess zielende Roadmap nun auf weitere AM-Verfahren und Werkstoffe zu übertragen. Die große Stärke der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA ist es, Spezialisten aus dem jungen, hochinnovativen AM-Bereich mit erfahrenen Maschinen- und Anlagenbauern zusammenzubringen.