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gastkommentar
Vor 20 Jahren wurde der erste kommerzielle DLP-Drucker verkauft. Bis heute ist der DLP-Druck eine Technologie mit flexiblen Einsatzbereichen und viel Potenzial. Wer hätte damals die weltweite Erfolgsgeschichte vorhergesehen?
Der Europäische Forschungsrat (ERC) unterstützt die Forschung von Dr. Rajaprakash Ramachandramoorthy mit einem Starting Grant von 1,5 Millionen Euro für fünf Jahre. Der Leiter der Gruppen „Extreme Nanomechanik“ und „Additive Fertigung“ am Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) will einen Weg erforschen, um dreidimensionale Metall-Mikroarchitekturen für die Anwendung in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) zu produzieren und zu testen. Die Mikroarchitekturen sollen 3D-gedruckt werden, um so die derzeitigen Grenzen der Herstellung zu überwinden.
NLT (Neuro-Linguistisch Texten) – so heißt das Konzept, mit dem Sie Menschen zuverlässig überzeugen. Denn wir verhalten uns von Natur aus nicht rational. Nur über die Emotion können Sie andere dazu motivieren, in Ihrem gewünschten Sinne zu handeln. Aber wie schaffen Sie das? Noch dazu durch einen einzigen Text, den Sie nicht weiter managen müssen? Darauf gibt NLT die Antwort. Aber der Reihe nach:
interview
Frank Herzog hat 1997 das Laserstrahlschmelzen von Metall erfunden und 2001 die weltweit erste Strahlschmelzanlage für Metall auf den Markt gebracht. Als Pionier hat er damit maßgeblich zur Etablierung dieser Technologie beigetragen. Zusammen mit seiner Frau Kerstin Herzog gründete er 2000 die Firma Concept Laser und hat sie bis zur Übernahme durch GE Additive geleitet. Mit der HZG Group unterstützt und fördert er Unternehmen im Bereich der Additiven Fertigung, über Beteiligungen an innovativen Startups als Venture Capital-Investor und das eigene Forschungs- und Entwicklungszentrum NADDCON in Lichtenfels. Auch die Vermittlung eines entsprechenden Mindsets in Schule und Ausbildung ist ihm ein großes, persönliches Anliegen.
MAST3RBoost (Maturing the Production Standards of Ultraporous Structures for High Density Hydrogen Storage Bank Operating on Swinging Temperatures and Low Compression) ist ein europäisches Projekt, das darauf abzielt, durch die Entwicklung einer neuen Generation von ultraporösen Speichermaterialien (Aktivkohlen/ACs und metallorganische Gerüstverbindungen/MOFs) für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge (Straßen- und Schienenverkehr, Luft- und Wassertransport) eine industrietaugliche Lösung für die H₂-Speicherung bei kryogener Speichertemperatur (~ -180 °C) unter Kompression (100 bar) zu schaffen.
Prozessoptimierte hochfeste Aluminiumlegierung für den WAM-Prozess: Die Etablierung von additiven Fertigungstechnologien in modernen und flexiblen Fertigungsketten schreitet stetig voran. Fokus der Forschungsarbeiten der vergangenen Jahre am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum ist dabei besonders die Entwicklung neuer hochfester Zusätze für die drahtbasierte Additive Fertigung (engl. wire-based additive manufacturing, WAM). Hier liegt besonders die robuste Verarbeitbarkeit im Vordergrund, da etwa Rissbildung von hochfesten Aluminiumlegierungen ein Hindernis bezüglich ihres Einsatzes in der Additiven Fertigung darstellen.
Das von der EU mit 6,8 Millionen Euro geförderte Forschungs- und Innovationsprojekt InShaPe hat es sich zum Ziel gesetzt, einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung der pulverbett-basierten Additiven Fertigung von Metallen zu leisten. Im Englischen ist dieses Verfahren bekannt unter dem Begriff Powder Bed Fusion of Metals using Laser Beam (PBF-LB/M) oder auch unter Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Unter Koordination der Technischen Universität München (TUM), hier der Professur für Laser-based Additive Manufacturing, arbeiten im Projekt zehn Partner aus sieben Ländern zusammen.
Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben im Auftrag des Deutschen Museums einen fünf Meter hohen Turm aus Rohren und Seilen gebaut, der scheinbar schwerelos im Raum steht. Der sogenannte Tensegrity-Turm ist ab Juli 2022 in der Ausstellung "Brücken und Wasserbau" zu sehen. Dabei konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass sich 3D-Drucktechnik auch im Metallbau einsetzen lässt.
Die Grand Garage in der Tabakfabrik Linz ist eine Innovationswerkstatt, die das Herz von Technik- und Innovationsbegeisterten, Wissbegierigen und Neugierigen höherschlagen lässt. Drei Stockwerke und rund 4.000 m² Nutzfläche bilden den räumlichen Rahmen, in dem Privat- als auch Firmenmitglieder Zugang zu hochprofessionellen analogen und digitalen Technologien bekommen. Weiters spielen der interdisziplinäre Austausch sowie verschiedene Fortbildungs- und Vernetzungsformate eine wichtige Rolle. Für einen ersten Eindruck waren Chefredakteur Georg Schöpf und x-technik-Kollegin Christine Lausberger vor Ort.
Die Technische Universität München (TUM) und der Schweizer Technologiekonzern Oerlikon wollen gemeinsam additive Fertigungstechnologien vorantreiben. Dafür haben sie das TUM-Oerlikon Advanced Manufacturing Institute gegründet, um technische Herausforderungen auf dem Weg zur Industrialisierung zu meistern.
Die Bandbreite von 3D-Druck-Technologien wächst: Ein Forschungsteam der TH Köln entwickelt jetzt gemeinsam mit der Firma mz Toner Technologies ein neues 3D-Druck-Verfahren auf Basis von Elektrofotografie, das unter anderem das Drucken im Weltraum ermöglichen soll.
Großer Erfolg für das LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen des AIT Austrian Institute of Technology: Mit der Förderzusage für das Comet-Projekt We3D (Wire-based additive manufacturing – materials and technologies – for 3D metal structures of the future) wird nun ein umfassendes Forschungsvorhaben im Bereich der industriellen Additiven Fertigung realisiert. Unter der Leitung des LKR wird ein breit aufgestelltes Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern in den kommenden Jahren das so genannte Wire-based Additive Manufacturing (WAM) auf eine neue Stufe heben.
Das Fügen individuell strukturierter Stahlbleche ermöglicht die Herstellung topologisch optimierter Bauteile. Die Herstellbarkeit innerer Hohlräume wird dabei genutzt, um die Materialverteilung einer numerischen Bauteiloptimierung anzunähern. Am ISW der Universität Stuttgart werden Algorithmen zur automatischen Modellierung optimierter Bauteilschichten entwickelt und anhand praxisnaher Beispiele validiert. Von Nico Helfesrieder, M.Sc.; Dr.-Ing. Armin Lechler; Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl, Universität Stuttgart
Faserverstärkte Bauteile aus dem 3D-Drucker: Additive Manufacturing oder 3D-Druck ist in Sachen Kosteneffizienz, Personalisierbarkeit sowie Nachhaltigkeit anderen Verfahren stark überlegen und setzt sich deshalb in immer mehr Bereichen durch. Die Möglichkeiten sind dabei noch lange nicht ausgeschöpft. Im Rahmen des im April 2020 gestarteten FFG-Projekts eFAM4Ind – endless fiber reinforced additive manufacturing for industrial applications sollen diese im Hochleistungsprodukt-Segment und Leichtbau ausgelotet werden: Unter der Leitung des Lehrstuhls für Werkstoffkunde und Prüfung an der Montanuniversität und gemeinsam mit SinusPro, dem Polymer Competence Center Leoben (PCCL), dem Kompetenzzentrum Holz sowie Head Sport als Forschungspartner sollen Prüf- und Simulationsroutinen zur Vorhersage der Haltbarkeit und Lebensdauer von faserverstärkten Bauteilen aus dem 3D-Drucker entwickelt werden. Von Florian Arbeiter, Universität Leoben und Herfried Lammer, Kompetenzzentrum Holz.
branchengeschehen
Die Technologieplattform Additive Manufacturing Austria (AM-Austria) schließt sich den Forderungen der österreichischen Plattformen und Clusterorganisationen nach einer verstärkten F&E-Finanzierung zur Bewältigung der Corona-Krise an. Nach positiven Signalen des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie wurde eine F&E-Arbeitsgruppe eingerichtet, um den weiteren Prozess zu unterstützen.
Am Standort Augsburg forscht das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) zwischenzeitlich seit über zehn Jahren an der simultanen Verarbeitung von zwei Metalllegierungen in einem Aufbauprozess beim Laser-Strahlschmelzen. Derzeit wird die Multimaterialverarbeitung im Rahmen der Großprojekte Multimaterial-Zentrum Augsburg (seit Juli 2017) sowie Multimat II (seit Januar 2020) mit Nachdruck zur Industriereife weiterentwickelt. Der vorliegende Artikel gibt Einblicke in die aktuelle Technologiereife und Anwendungsideen. Gastkommentar von Prof. Dr.-Ing. Christian Seidel, Fraunhofer IGCV Augsburg
Lokale Kontrolle des Gefüges in der Additiven Fertigung: Ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung (MPIE) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) hat ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, lokal das Gefüge während des Laserauftragschweißen zu beeinflussen. Die Forscher nutzen hierzu die intrinsische Wärmebehandlung während des Prozesses, um gezielt Ausscheidungsreaktionen hervorzurufen und so das Gefüge lokal zu härten. So konnten sie ein Verbundmaterial aus einer Abfolge von weichen und harten Schichten desselben Materials herstellen, ähnlich einem Damaszener Stahl. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Journal Nature veröffentlicht (P. Kürnsteiner, M. B. Wilms, A. Weisheit, B. Gault, E. A. Jägle, D. Raabe: High strength damascus steel by additive manufacturing. In Nature 582 (2020) 515, doi.org/10.1038/s41586-020-2409-3).
Ein studentisches Team der Hochschule München hat sich erfolgreich für die Fly Your Thesis2020!-Kampagne der Europäischen Raumfahrtagentur ESA beworben. Anfang November 2020 werden in Bordeaux im Rahmen dessen 3D-Druck-Versuche in Schwerelosigkeit durchgeführt. Die acht Mitglieder des AIMIS-FYT Teams sind Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Hochschule München. Der Name AIMIS steht für Additive Manufacturing in Space. Ihr Projekt hat zum Ziel, ein 3D-Druckverfahren zu demonstrieren, mit dem Strukturen für Solarpaneele, Antennen oder andere Installationen im Weltraum hergestellt werden können.
Biomechanik und Materialentwicklung. Afrikawissenschaft und Produktionstechnik. Konstruktionslehre und Immaterialgüterrecht. Diese Kombinationen erscheinen nicht zusammengehörend. Doch für die Entwicklung von nachhaltigen additiven Innovationen gehören diese Disziplinen zusammen. Die Universität Bayreuth und vier Forschungseinrichtungen gehen diesen Schritt und bündeln ihre interdisziplinären Aktivitäten und Expertisen zur Erforschung von Materialien, Technologien, Geschäftsmodelle und Rechtsfragen der Additiven Fertigung. Von Christian Bay, Universität Bayreuth
Complexity for free – Dieses Versprechen der additiven Produktion stellt für die Nacharbeit von AM-Bauteilen eine der größten Herausforderungen dar. Dies gilt erst recht, da die Oberflächenbearbeitung, ebenso wie der Fertigungsprozess selbst, einen signifikanten Einfluss auf die Qualität des Fertigteils hat. Nur wer die Vor- und Nachteile der zahlreichen Bearbeitungsverfahren hinsichtlich der Anwendung auf AM-Bauteile kennt, kann diese auch gezielt einsetzen und schon beim Bauteildesign berücksichtigen.
Die Additive Fertigung zeigt durch aktuelle und prognostizierte Entwicklungen des Marktvolumens einen steigenden Anteil an den industriell genutzten Fertigungsverfahren. Als Stärken werden die Freiheiten im Design zur Realisierung von Hinterschnitten, komplexen Kühlgeometrien und dünnwandigen Leichtbaustrukturen genannt. Aber auch die im Vergleich zur konventionellen Fertigung wirtschaftliche Produktion von individuellen Einzelstücken und Kleinserien wird erst durch die Additive Fertigung ermöglicht.
Über Digitales Wissen und wie durch Aus- und Weiterbildung die Additive Fertigung gestärkt werden kann: Wer vor 15 Jahren Additive Manufacturing (AM) in ein Unternehmen einführte, war risikobereit. Wer es vor zehn Jahren nicht tat, fiel hinter die Early Adopter zurück. Wer Additive Manufacturing heute nicht einsetzt, verliert an Wettbewerbsfähigkeit. Die Zeiten ändern sich. Von DI Frank Herzog, Concept Laser GmbH
Hochleistungs-Werkzeugstähle für die Additive Fertigung in kurzer Zeit qualifizieren: Das aus dem TraCLight-Konsortium resultierende, deutsch-kanadische Forschungsprojekt HiPTSLAM arbeitet an einer ganzheitlichen Prozesskette für funktionsoptimierte Anwendungen bei Stanz-, Umform- und Schneidwerkzeugen. Von Gregor Graf, Rosswag GmbH
3D-Druck-Verfahren erweisen sich momentan für den Formenbau im Bauwesen vor allem wegen der geringen Auftragungsraten noch als unwirtschaftlich. Das Institut für Fertigungstechnik und das Institut für Tragwerksentwurf der TU Graz entwickelten deshalb gemeinsam mit The Art Factory GmbH und Unterstützung der SFG ein vollkommen neuartiges 3D-Druck-Verfahren für den Formenbau auf der Basis von Salzhydraten.
LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen setzt strategischen Schritt in neues Forschungsfeld: Die Additive Fertigung ist eine Schlüsseltechnologie, die in den letzten Jahren in allen Industriezweigen auf großes Interesse und steigende Nachfrage gestoßen ist. Ihre Vorteile liegen vor allem in der Flexibilität, Nachhaltigkeit sowie im wirtschaftlichen Potenzial. Konkret heißt das, dass mit dem Additiven Fertigungsverfahren komplizierte Geometrien bei reduziertem Materialeinsatz und wenig Ausschuss realisiert werden können. Die hohen Margen bei gleichzeitig sinkenden Produktionskosten und signifikant reduzierten Durchlaufzeiten machen diese Technologie besonders attraktiv für die Industrie.
Additive-Fertigung
