TCT DEUTSCH BAND 2 AUSGABE 3 www.tctmagazine.com
NÄCHSTER HALT: „GUSS 4.0“ DIE CHRISTENGUSS AG STELLT MIT REVERSE ENGINEERING UND 3D-DRUCK DIE WEICHEN FÜR EINE DIGITALE ZUKUNFT
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BAND 2 I AUSGABE 3
ISSN 1751-0333
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Laura Griffiths e: laura.griffiths@rapidnews.com t: + 44 1244 952 389 REDAKTEUR
Samuel Davies e: samuel.davies@rapidnews.com t: + 44 1244 952 390 NEWSDESK
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PRODUKTION Sam Hamlyn
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MANAGEMENT C.E.O.
Duncan Wood VP INHALT, STRATEGIE UND KOOPERATIONEN
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LEITARTIKEL
ALLES NEU MACHT DER SEPTEMBER
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unächst darf ich mich vorstellen: Mein Name ist Frank H. Diebel und mit dieser Ausgabe habe ich die Chefredaktion der deutschen Ausgabe des TCT Magazins übernommen. Wie ich zum Thema 3D-Druck und Additive Fertigung gekommen bin? Es gab da bereits einige Berührungspunkte im Verlauf vieler Jahre in denen ich als Chefredakteur von deutschen Kundenmagazinen der Automobilbranche gearbeitet habe. Und wie Sie natürlich wissen, ist Additive Fertigung in der Autobranche ein brandaktuelles Thema. Auch privat hatte ich schon hin und wieder mit 3D-Druck zu tun. Ich bin zwar kein passionierter Maker, aber als leidenschaftlicher Besitzer, Fahrer und Reparateur von klassischen Automobilen kommt man um das Thema Additive Fertigung nicht mehr umhin. Zum Beispiel, wenn Ersatzteile und Sonderanfertigungen für Oldtimer benötigt werden. Manchmal sind solche Ersatzteile, die für den Fortbestand eines edlen Schätzchens unverzichtbar sind, einfach nicht mehr aufzutreiben. Früher haben sich Schrauber dann auf dem Schrottplatz umgesehen oder mit „make-it-yourself“ beholfen. Heute wird immer öfter der 3D-Drucker angeworfen. Zwar sind viele antike Komponenten oft noch bei Zulieferfirmen zu haben, aber wenn es sich um Verkleidungsteile, Kühlerfiguren und Vergaserteile – wie Schwimmergehäuse oder gar ganze Ansaugbrücken – handelt, dann ist auch bei einem Spezialisten das Teileregal manchmal leer. Für solche Fälle gibt es inzwischen eine ganze Reihe von Unternehmen, die Ersatzteile individuell als 3D-Druck herstellen, damit das geliebte Goggomobil in Windeseile wieder flott gemacht werden kann. Um das Thema Teilefertigung geht es im übrigen auch in dieser Ausgabe des TCT Magazins, die der Luft- und Raumfahrt gewidmet ist. Dazu haben wir
uns unter anderem mit der US-Luftwaffe über die Rolle von 3D-Druck bei der Ersatzteilversorgung von Streitkräften unterhalten. Bereits jetzt verfügt die U.S. Air Force über mehr als 60 3D-Drucksysteme. Und das ist erst der Anfang. Meine Kollegin Laura Griffiths machte sich Gedanken darüber, wie die weltweit größten Luftfahrt- und MRO-Unternehmen Additive Fertigung adoptieren. Auch wenn das 3D-gedruckte Linienflugzeug noch Zukunftsmusik ist, so ist Additive Manufacturing in der Flugbranche doch auf dem Vormarsch. TCT-Redakteur Sam Davies hat sich bei dem USamerikanischen Auftragsfertiger Jabil umgesehen und dort die Additive Fertigung von Werkzeughilfsmitteln und Montagevorrichtungen unter die Lupe genommen. Klar ist: Aufgrund der immensen Innovationskraft der AM-Branche erlebt die Produktion von „Jigs and Fixtures“ derzeit eine Transformation. Und last but not least: Die formnext 2018 und die TCT conference @ formnext 2018 stehen vor der Tür. Schon Monate vor dem eigentlichen Veranstaltungstermin glänzten beide Events mit rekordverdächtigen Zahlen, sowohl was die Aussteller, als auch die Speaker betrifft. Wir haben Ihnen in diesem Heft eine Preview für beide Events zusammengestellt. Und bitte vergessen Sie nicht: Wenn’s nicht wahr wär’, käm’s nicht (3D-)gedruckt daher. Dann bleibt mir nur noch Ihnen viel Spaß beim Lesen zu wünschen!
FRANK H. DIEBEL CHEFREDAKTEUR
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The CONFERENCE for Design-to-Manufacturing Innovation
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Tct conference @ formnext is a world-leading event focused on additive manufacturing | 3d printing | design | cad/cae | metrology and inspection.
14 15 16 NOVEMBER 2018 MESSE FRANKFURT, GERMANY
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BAND 2 | Ausgabe 3
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TITELSTORY FORMNEXT 2018
8. NÄCHSTER HALT: „GUSS 4.0“
30. SCHNELLER, HÖHER, WEITER
Die Schweizer Christenguss AG setzt auf innovative 3D-Verfahren und Reverse Engineering.
LUFT- UND RAUMFAHRT
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11. 3D-DRUCKER MACHEN STREITKRÄFTE FIT
Die US-Luftwaffe und die Bundeswehr investieren verstärkt in Additive Fertigung.
14. 3D-DRUCK VERLEIHT FLÜGEL Wie einige der größten Luftfahrtund MRO-Unternehmen Additive Manufacturing integrieren.
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Eine Vorschau auf die führende, internationale Messe für Additive Manufacturing.
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TCT CONFERENCE @ FORMNEXT 2018
WERKZEUGHILFSMITTEL UND MONTAGEVORRICHTUNGEN
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GASTBEITRAG
19. DIE INDUSTRIALISIERUNG DES 3D-DRUCKS
Andreas Leupold über die mit dem industriellen 3D-Druck verbundenen Risiken und wie Unternehmen sich davor schützen können.
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21. SITZT, PASST, WACKELT UND HAT LUFT
TCT-Redakteur Sam Davies berichtet über die Generative Fertigung von „Jigs and Fixtures“ des USamerikanischen Auftragsherstellers Jabil.
32. DIE KONFERENZ
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Highlights aus dem hochwertigen Konferenzprogramm von TCT.
AKTUELLES
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34. WEITERE NEWS
Additive Manufacturing greift nach den Sternen.
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NEUE
26 TECHNOLOGIEN 26. SUPERSCHNELLE SYSTEME UND HEISSE SACHEN
Bahnbrechende und einschneidende Tech-Launches der Branche.
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NÄCHSTER HALT:
„GUSS 4.0“
DIE CHRISTENGUSS AG STELLT MIT REVERSE ENGINEERING UND 3D-DRUCK DIE WEICHEN FÜR EINE DIGITALE ZUKUNFT.
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ndustrie 4.0, Gießerei 4.0, Guss 4.0 – heutzutage finden Entwicklungen so schnell statt, dass anstelle neuer Begrifflichkeiten nur noch Versionsbezeichnungen vergeben werden. Mit ihrer Vision von „Guss 4.0“ stellt auch die Christenguss AG aus Bergdietikon in der Schweiz die Weichen für eine digitale Zukunft. Die reale und die virtuelle Welt wachsen mehr und mehr zusammen. Industrie 4.0 – die Verschmelzung moderner Informations- und Kommunikationstechnik mit der Produktion – ist eine nicht mehr wegzudenkende Entwicklung und aktuell ein viel diskutiertes Thema. So befinden sich auch bereits die ersten Unternehmen aus der Gießerei-Branche mit innovativen Lösungen auf dem Weg zur Gießerei 4.0. Die Christenguss AG im schweizerischen Aargau hat sich von Anfang an dem Fortschritt verschrieben. Stetiges Streben nach Modernisierungs- und Optimierungsmöglichkeiten führte dazu, dass sie sich schon heute als topmoderner Gießereibetrieb präsentiert, der beispielsweise auch komplexe Sandgussformen im 3D-Druckverfahren herstellt. Hier leistet den Schweizern ein S-MaxProduktionsdrucker der bayerischen Firma ExOne© aus Gersthofen bei Augsburg wertvolle Dienste. Er ermöglicht der Gießerei die Fertigung von Sandgussformen in höchster Qualität und großer Individualität, ab Losgröße eins. Das innovative 3D-Verfahren trägt zudem der Nachhaltigkeit Rechnung, wie ExOne©-Vertriebsmanager Holger Barth erläutert: „Durch maximale Prozesssicherheit und die hohe Produktqualität wird der Ausschuss auf ein Minimum reduziert, es werden nur die Teile produziert, die effektiv notwendig sind. Das schont Ressourcen, denn der Energiebedarf für das Wiedereinschmelzen fehlerhafter Bauteile sinkt.“
6 IN DER SOFTWARE WERDEN DIE GIESSSYSTEME UND DIE GUSSFORM ENTWICKELT.
QUALITÄT, INDIVIDUALITÄT UND PROZESSSICHERHEIT
Solche Argumente überzeugen auch Florian Christen, Geschäftsführer des traditionsreichen Familienbetriebs in der vierten Generation und ein Mann mit starkem Drang zu Innovation. Christen sieht sein Unternehmen ohnehin als Innovations- und Technologieführer auf dem Gebiet und möchte es zum modernsten Unternehmen der Branche machen. Laut eigener Aussage plant der Chef der Christenguss AG sogar, „die gesamte GießereiIndustrie mit disruptiven Ideen grundlegend zu verändern.“ Er will die Chancen, die sich durch die Digitalisierung in der Gießerei bieten, bewusst nutzen – für sich und für seine Kunden. „Guss 4.0“ lautet seine Vision. Geht es nach seinen Vorstellungen, soll die Herstellung jedes einzelnen Gussteils künftig vollautomatisch zu steuern und zu regeln sein. Der Wunsch nach Effizienzsteigerung und Optimierung der Produktqualität bildet dabei den Hintergrund für seine Pläne. Neben „Guss 4.0“, der Vision eines vollautomatischen Gießprozesses, setzt Christenguss unter Einsatz hochmoderner Technologie auf das digitale Erfassen von Rohteilen. Ein aufwendiges Unterfangen, denn gerade bei älteren Modellen sind häufig keine Zeichnungen oder Originaldaten (mehr) vorhanden, anhand derer das Gussteil digitalisiert werden kann. Auch um Lagerkosten, Versicherung und Prüfkosten zu vermeiden oder um Werkzeugverlusten vorzubeugen, können die Werkzeugdaten vorsorglich digitalisiert und archiviert werden. Die Lösung heißt in jedem dieser Fälle „Reverse Engineering“, sprich detailgetreue Nachkonstruktion. In Verbindung mit 3D-Druck ist dies nicht nur eine effiziente Methode zur Nachbildung nicht mehr verfügbarer Teile, es ist oft die einzige Möglichkeit, bestimmte Bauteile schnell und verhältnismäßig kostengünstig zu rekonstruieren. Bei Christenguss erfolgt der 3D-Druck auf der ExOne© S-Max.
EFFIZIENTE METHODE ZUR NACHBILDUNG
Da die digitale Erfassung von Gussteilen mittels Laserscan speziell bei komplexen Innenkonturen an ihre Grenzen stößt, steht Christenguss hier zusätzlich die Möglichkeit der Erfassung mittels CT-Scan zur Verfügung. Dabei wird das Rohteil dreidimensional geröntgt, sodass auch die komplexesten Innenkonturen abgebildet werden. Aus dem CT-Scan wird dann ein Datensatz im STL-Format erstellt. Dieser bzw. die entsprechenden Punktewolken werden im Zuge einer Flächenrückführung eingelesen und die Daten nach dem Koordinatensystem ausgerichtet. Nach Durchführung einer Datenanalyse werden nicht-gussrelevante Partien entfernt und die Polygone optimiert. Über die Konstruktionssoftware SolidWorks wird das Teil nun digital aufgebaut und anschließend werden die Gießsysteme und die Gussform gezeichnet. Jetzt wird die Gussform bei Christenguss auf der ExOne© S-Max gedruckt und vor Ort
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TITELSTORY
abgegossen. Der fertige Gussrohling kommt schließlich zur visuellen Kontrolle. Die Timeline für den gesamten Vorgang vom CT-Scan bis zum fertigen Rohteil beläuft sich dabei auf lediglich rund drei bis vier Wochen. Somit lassen sich ganz zeitnah von jedem bestehenden Objekt beliebiger Größe und Form auch ohne Originaldaten die jeweiligen digitalen dreidimensionalen Daten gewinnen.
SPEZIALIST IN DER WERKZEUGLOSEN GUSSFORMHERSTELLUNG
„Veraltete Teile können beim Reverse Engineering mittels des digitalen Prozesses schnell nachproduziert werden“, bestätigt auch Holger Barth von ExOne. „Zum Beispiel, wenn der Originalhersteller nicht mehr im Geschäft ist oder das Teil nicht mehr anbietet.“ Er führt auch an, dass Christenguss inzwischen ein echter Spezialist auf dem Gebiet der werkzeuglosen Gussformherstellung sei – nicht zuletzt mithilfe des S-Max-Druckers: „Das Gerät produziert komplizierte Sandkerne und -formen direkt aus CAD-Daten und eliminiert so die Notwendigkeit physischer Modelle. So lassen sich bei Christenguss selbst komplexe Innenkonturen mit einem gedruckten Sandkern aus der S-Max herstellen.“ Änderungen und Optimierungen in den CAD-Daten können sofort im Produktdesign umgesetzt werden und der Guss kann daher innerhalb kurzer Zeit und ohne weitere Werkzeuge beginnen. Hinzu kommt eine große Freiheit im Design beim Drucken von detailgetreuen, hochpräzisen Kernen und komplexen Geometrien. Abschließend weist Florian Christen auch noch einmal auf die Zeit- und Kostenersparnis hin: „Dank des 3D-Drucks der Gussformen lassen sich zusätzlich noch Positioniersysteme für ein Gussteil direkt ins Angussteil integrieren. Dadurch sind spezifische Vorrichtungen für die mechanische Bearbeitung und das Verputzen der Teile nur noch in sehr geringem Maße notwendig.“ Ein weiterer Vorteil für die Gießerei und damit auch für deren Kunden – und tolle Aussichten für Florian Christens Vision von „Guss 4.0“
5 BEI KOMPLEXEN INNENKONTUREN
WERDEN PER CT-SCAN DIE KONTUREN DES GUSSTEILS ERFASST.
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Luft- und Raumfahrt
3D-DRUCKER MACHEN
STREITKRÄFTE FIT TEXT: Samuel Davies & Frank H. Diebel
DASS ADDITIVE FERTIGUNG FÜR STREITKRÄFTE EINE EFFIZIENTE UND KOSTENSPARENDE ALTERNATIVE ZU HERKÖMMLICHEN HERSTELLUNGSVERFAHREN SEIN KANN, IST INZWISCHEN IN STUDIEN BELEGT WORDEN. DER NÄCHSTE SCHRITT IST DIE WEITREICHENDE IMPLEMENTIERUNG DER NEUEN TECHNOLOGIEN. UNSERE REDAKTEURE SAMUEL DAVIES UND FRANK H. DIEBEL HABEN SICH MIT DEM THEMA BESCHÄFTIGT.
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ls Mike Froning in 2015 seine neue Stelle als technischer Berater für die Product Support Engineering Division des U.S. Air Force Lifecycle Management Centers antrat, gaben ihm seine Vorgesetzten folgende Mission mit auf den Weg: „Wir müssen in die Gänge kommen was Additive Fertigung (AM) betrifft. Die Forschung hat in den letzten 20 Jahren viel geleistet, aber jetzt sollten wir wirklich Gas geben und dieses Wissen anwenden.“ Froning, der auf eine langjährige Dienstzeit bei der US-Luftwaffe zurückblickt, berichtet von seinem aktuellsten Einsatz bei der Additive Manufacturing Users Group (AMUG) Conference 2018. Unter den Podiumsteilnehmern, die allesamt von der U.S. Army, der U.S. Navy und dem Marine Corps stammten, war er der einzige, der auf eine illustre Vergangenheit in Sachen 3D-Druck zurückblicken konnte: Vor 30 Jahren gehörte Mike zu einem Konsortium, das eine der ersten Stereolithographie-Maschinen – Seriennummer 6 – erwarb. Das Gerät wurde im University of Dayton Research Institute (UDRI) installiert und von zehn Unternehmen in der Region genutzt, darunter Delco General Motors, für die Froning damals tätig war. 3D-Druck war zu diesem
Zeitpunkt nichts anders als eine Rapid-Prototyping-Technology und niemand ging davon aus, dass sich das jemals ändern würde. Heute verwendet die U.S. Air Force diese Technologie, um seine Flugzeuge in der Luft zu halten. Dafür stehen der US-Luftwaffe mehr als 60 3D-Drucksysteme unterschiedlicher Größe und Funktionsweise zur Verfügung. Etwa 50 davon fertigen Kunststoffteile, manche sind DesktopMaschinen, andere für die Herstellung von größeren Strukturen geeignet. Der Geräte-Pool umfasst auch sechs Metall-3D-Drucker, die sich am Institute of Technology der Wright Patterson Air Force Base (AFB) im US-Bundesstaat Ohio, dem US-Luftwaffenstützpunkt Tinker und der WarnerRobins-Base in Georgia befinden. Das University of Dayton Research Institute besitzt zehn weitere Metall-3D-Drucker. Die Palette der 3D-Drucklösungen reicht von Materialextrusion und Pulverbettfusion über VAT-Photopolymerisation bis hin zu Directed Energy Deposition. Bislang setzt die US-Luftwaffe zehn qualifizierte AM-Bauteile in der Lockheed C-5 Galaxy ein, die lange Zeit das größte militärische Transportflugzeug der Welt war. 4 2:3
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Luft- und Raumfahrt
ZENTRALE DATENBANK FÜR 3D-BAUTEILE
Ein guter Anfang, aber die Air Force will in Zukunft verstärkt auf additiv gefertigte Bauteile zurückgreifen. Soldaten an abgelegenen Stützpunkten oder auf dem Schlachtfeld warten oft wochenlang auf Ersatzteile, wenn Probleme mit wichtigem Gerät auftreten. Der Hemmschuh: Luftfahrzeuge und deren Teile, sowie die Druckverfahren und die verwendeten Materialien benötigen eine Zertifizierung. Die Lösung der Zukunft ist eine digitale Bibliothek, ein zentraler Hub, der die globale Verfügbarkeit von qualifizierten Ersatzteilen erhöhen soll. „Eine zentrale Datenbank für 3D-Bauteile einzurichten ist ein entscheidender Schritt zur Realisierung der Zielsetzung der US-Luftwaffe: 3D-Drucken auf Abruf, jederzeit und an unterschiedlichen Standorten, je nach Bedarf der Streitkräfte und Maschinenverfügbarkeit“, so Debbie Naguy von der Product Support Engineering Division des Air Force Lifecycle Management Centers. „Alle AM-Standorte der Air Force werden mit qualifizierten Maschinen, Verfahren und Technikern ausgestattet, um Bauteile falls erforderlich herunterzuladen und zu drucken.“ Eine Werkstoffdatenbank soll die digitale Bibliothek ergänzen. „Mit fortschreitender Validierung von 3D-gedruckten Komponenten mit Unterstützung und Beteiligung unserer Programmbüros werden AM-Bauteildesigns für die Streitkräfte im Einsatz in die Datenbank geladen“, erklärt Naguy dem TCT-Magazin. „Unsere Intention ist nach Bedarf zu drucken, jederzeit und auf jedem qualifizierten Gerät des Air-Force-Bestands, um die Einsatzbereitschaft zu erhöhen. Dafür benötigen wir validierte Maschinen, Prozesse und qualifiziertes Bedienpersonal. Die US-Luftwaffe plant AM langfristig im Feld einzuführen.“ Für die Validierung von Bauteilen ist das Lifecycle Management Center auf die Unterstützung des Air Force Research Lab (AFRL) angewiesen. Dort beschäftigen sich mehr als 30 Mitarbeiter mit AMForschung, sowohl im Bereich Drucklösungen als auch Materialien. Das AFRL-Personal ist unter anderem von der hohen Designfreiheit, der Verbesserung von Bauteilen und den Auswirkungen, die additive Fertigung im Feld haben kann, begeistert.
„Um Additive Fertigung zu empfehlen und einzusetzen, müssen wir sicherstellen, dass wir einen stabilen Prozess haben und Mängel aufdecken, die zu Problemen führen könnten“, sagt Dr. Jennifer Fielding, Section Chief of Composites, Performance and Application des AFRL. Mit anderen Worten: Sicherheit ist Trumpf an den Forschungsbasen, während das Lifecycle Management Center eine Strategie ausarbeitet, die in Kraft tritt, sobald Verfahren und Bauteile zertifiziert sind. „Es geht vor allem um die Vereinheitlichung unserer AM mit Dokumentationen, zertifiziertem Bedienpersonal und Geräten. Im Mittelpunkt steht die Realisierung einer Zukunft in der wir über ein globales Produktionsnetzwerk verfügen, einen ‘digitalen Faden’ und eine cybersichere Teilebibliothek“, betont Froning. „Diese Technologie bringt der Air Force viele Vorteile“, fügt Naguy hinzu, „und es werden noch viele weitere dazukommen.“
„EIN WEG IN DIE ZUKUNFT“
Auch die Bundeswehr prüft die Nutzung von Additiver Fertigung, zum Beispiel für die Bewältigung von seit Jahren herrschenden Materialproblemen. Bislang haben die deutschen Streitkräfte vor allem die neuen Fertigungstechnologien erforscht und in Studien produzierte Bauteile erprobt. So wurden bereits ein stählerner Tragarm für das leichte Vollkettenfahrzeug Wiesel als Demonstrator, sowie ein Triebwerksspant eines Lenkflugkörpers und ein Munitionszuführungsrotor 3D-gedruckt. Inzwischen geht das Militär noch einen Schritt weiter: Seit Anfang 2018 werden im Rahmen eines Pilotprojekts unter Beteiligung des Wehrwissenschaftlichen Instituts für Werk- und Betriebsstoffe (Wiweb) in Erding bei München (wo sich seit 2017 auch das 3D-Druckzentrum der Bundeswehr befindet) Einsätze für Kotflügel mit einem FDM-3D-Drucker in Afghanistan gefertigt. Bundesverteidigungsministerin Ursula von der Leyen (CDU) ist der Ansicht, dass die Bundeswehr verstärkt in diese Technologie investieren solle: „Das ist mit Sicherheit der Weg in die Zukunft“, erklärte die CDU-Ministerin bei einem Besuch des Logistikkommandos der Bundeswehr in Erfurt. „Es darf nichts gestrichen werden, was Digitalisierung ist.“
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6 EIN AIRBUS A380, GEPARKT IN EINEM ETIHAD-ENGINEERING-HANGAR.
3D-DRUCK VERLEIHT FLÜGEL TEXT: Laura Griffiths
WIE SICH EINIGE DER WELTWEIT GRÖSSTEN LUFTFAHRT- UND MRO-UNTERNEHMEN DER ADDITIVEN FERTIGUNG ANNEHMEN.
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er sich tagtäglich in einer Branche bewegt, die sich einem neuen Produktionsverfahren verschrieben hat, der sieht die Welt mit anderen Augen. Wo ich gehe und stehe halte ich Ausschau nach Komponenten, die aus dem 3D-Drucker stammen könnten – oder eventuell bald aus dem 3D-Drucker stammen werden. Besonders, wenn ich ein Flugzeug besteige ist meine Neugier geweckt und meine Fantasie arbeitet auf Hochtouren: Dann kommen mir Bilder von futuristischen Gitterstrukturen für Flugzeuge in den Sinn, die vielleicht demnächst in einem Teil gedruckt werden könnten. Laut einer Studie des Digitalverbands Bitcom soll sich der 3D-Druck bis 2030 in der Flugzeugproduktion durchsetzen, denn AM könnte den Fluglinien Wettbewerbsvorteile verschaffen. Aber auch in der Gegenwart ist Additive Fertigung in steigendem Maße in der Luftfahrt präsent. Bei einem Flugzeug nach heutigem Stand kann von einer Lebensdauer ausgegangen werden, die an die 25 Jahre
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oder länger beträgt. Das heißt Wartung, Reparaturen und Überholung (MRO) sowie Retrofit sind nicht nur notwendige, sondern auch kostenintensive Faktoren. Im Zeitalter stets wachsender Konsumentenerwartungen ist die Instandhaltung eines Flugzeugs keine kleine Aufgabe. Airbus geht in seiner globalen Marktprognose 2018 davon aus, dass der Markt für Modernisierungen von kommerziellen Flugzeugen bis 2037 einen Wert von 180 Milliarden US Dollar haben wird.
6 VON MATERIALISE ADDITIV HERGESTELLTE AIRBUS-PANEELE.
Luft- und Raumfahrt
Luft- und Raumfahrt machen 18,9 Prozent der AM-Branche aus. Dieser Anteil wuchs in 2017 um 0,7 Prozent. Additive Fertigung birgt enormes Potenzial für die Luftfahrtindustrie: Teilekonsolidierung, verringerte Lagerbestände und On-DemandHerstellung. Ersatzeile sind in kürzester Zeit verfügbar. Für eine Branche mit enger Zeitplanung in der Ausfallzeiten so gering wie möglich gehalten werden müssen kann das ein entscheidender Wettbewerbsvorteil sein.
DIE 3D-GEDRUCKTE KABINE
Ein komplettes Flugzeug aus dem 3D-Drucker? Was wie Zukunftsmusik klingt wurde von Airbus – zumindest im kleinen Maßstab – bereits umgesetzt. Der passagierlose, 3D-gedruckte Mini-Flieger „Thor“ (Länge und Spannweite: rund vier Meter) schwang sich vor zwei Jahren in die Lüfte. Bei dem europäischen Flugzeugbauer wird geschätzt, dass man 2025 soweit sein könnte, eine komplette Verkehrsmaschine zu drucken. Bis dahin beschäftigen sich die Berliner Firma BigRep und Etihad Airways Engineering, ein Instandhaltungs-, Reparatur- und Überholungsdienstleister (MRO) für Flugzeuge, vor allem mit dem Innenleben von Fliegern. Die beiden Unternehmen haben es sich zur Aufgabe gemacht, unter Zuhilfenahme einer „Floorto-Floor“-Strategie das Potenzial der 3D-Drucktechnologie für die Produktion von Kabinenteilen voll auszuschöpfen. Der Hersteller des Großformat-3D-Druckers BigRep ONE nimmt dabei jedes einzelne Kabinenteil unter Lupe, um zu ergründen, ob AM eine bessere Lösung für die Produktion bieten könnte. „Zurzeit arbeiten wir mit der Innovationsabteilung von Etihad Engineering daran, Kabinenteile – in erster Linie Großformatteile – zu identifizieren, die Kandidaten für 3D-Druck sein könnten“, erklärt Daniel Büning, Head of Global Strategy bei BigRep. „Das können Kopfstützen, Seitenwandpaneelen, Teile des Sitzes oder des Entertainment-Systems sein. Der Kerngedanke ist, gemeinsam mit
Etihads Lead-Designern und -Ingenieuren einen neuen digitalen Arbeitsablauf für das AM-Kabinen-Design zu etablieren.“ Etihad setzt dabei auf BigReps großformatige FDM-Systeme (Fused Deposition Modelling), die in Kürze in seinem Innovation Centre in Abu Dhabi installiert werden. Dass Etihad Airways Engineering bereits 2017 die Zustimmung der European Aviation Safety Agency (EASA) für das Design und die Zertifizierung von 3D-gedruckten Komponenten für Flugzeuge erhalten hat (die EASA-Genehmigung umfasst additiv gefertigte Teile für Flugzeugkabinen) ist ein entscheidender Wettbewerbsvorteil. „Stellen Sie sich folgendes vor: Sie besitzen ein 30 Jahre altes Flugzeug und die Maschine muss alle 5 bis 10 Jahre überholt 4 2:3
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6 AIRBUS RECHNET IN SEINER
JÜNGSTEN GLOBALEN MARKTPROGNOSE DAMIT, DASS DER MARKT FÜR MODERNISIERUNGEN VON KOMMERZIELLEN FLUGZEUGEN BIS 2037 EINEN WERT VON 180 MILLIARDEN US DOLLAR HABEN WIRD.
oder nachgerüstet werden. Jedes dafür verwendete Teil muss zertifiziert werden“, fügt Büning hinzu. „Wenn Sie die Zertifizierung nicht selbst vornehmen können oder einen zertifizierten Partner haben, ist das ein erhebliches Problem.“ Aber BigRep geht noch einen Schritt weiter, denn das Unternehmen bettet bereits „digitale Smartness“ in Verbindung mit digital angepassten Designmethoden in seine Teile ein. Hybride Fertigung steht ebenfalls auf dem Programm: Serienmäßig produzierte sechsachsige Industrieroboter werden eingesetzt, um auf Halbfertigteile unabhängig von Geometrie oder Größe als einen „Digitalwert-Add-On“ zu drucken. Das erste Proof-of-Concept ist der Druck einer Airbus-A320Seitenwand in Originalgröße mit dem BigRep ONE. Das Bauteil wurde eingescannt, um einen „digitalen Doppelgänger“ zu erstellen, der dem Roboter Informationen zur Teilegeometrie, aufgedruckten Leiterbahnen, Antennen und dekorative Elemente zur Verfügung stellt. „Als Innovation Director war ich immer davon überzeugt, dass AM mithilfe von funktionaler Integration richtig durchstarten würde“, so Büning. „Mit Doppelextrusion und konduktiven oder kapazitiven Materialien ist es möglich, den Herstellungsprozess durch die Einbettung von struktureller und funktioneller Performance innerhalb einer einzelnen Prozesskette zu optimieren. In meinen Augen ist das der richtige Weg und deswegen setzt sich BigRep verstärkt dafür ein.“ Das Projekt gehört zum Aufgabenbereich des NOWlab@ BigRep, BigReps interner Innovationsabteilung, die sich mit zukünftigen Entwicklungen der Branche beschäftigt. Das heißt, auch wenn Sie diese Bauteile nicht unbedingt heute und morgen in einer Flugzeugkabine selbst in Augenschein nehmen können, so ist das Potential für zukünftige Anwendungen mit funktionaler Integration und für die Senkung von Produktionskosten und -zeit enorm.
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REIF FÜR DIE ZERTIFIZIERUNG
In Dubai arbeitet Emirates Engineering seit zwei Jahren aktiv an der 3D-gedruckten Kabine und hat sich zur Umsetzung dieser ehrgeizigen Vision vor kurzem mit dem amerikanischen Unternehmen 3D Systems zusammengetan. Zuletzt hat Emirates Engineering, das MRO-Services für eine breite Palette von Airbus- und Boeing-Flugzeugen bereitstellt, Selektives Lasersintern (SLS) angewendet, um Monitorverkleidungen für seine Flugzeugkabinen anzufertigen. Die erste Charge wurde gemeinsam mit UUDS, einem europäischer Dienstleister für Flugzeugbau und Zertifizierung mit Sitz in Frankreich, unter Verwendung des neuen flammhemmenden, thermoplastischen Kunststoffpulvers Duraform ProX FR1200 von 3D Systems gedruckt. Die 3D-gedruckten Bildschirmverkleidungen sind 9 bis 13 Prozent leichter als traditionell gefertigte Bauteile und könnten zu einer erheblichen Minderung von Treibstoffemissionen und -kosten führen. Die Verkleidungen wurden bereits einer Reihe von Tests unterzogen und befinden sich im EASA-Zertifizierungsprozess bevor sie in ausgewählte Maschinen der Emirates-Flotte eingebaut werden. Vergangenes Jahr hat Emirates bereits additiv gefertigte EASAzertifizierte Lüftungsgitter für Tests an Bord installiert. Beide Komponenten werden zurzeit überprüft, bevor sie in sämtliche Flugzeuge der Emirates-Flotte verbaut werden. Airbus, der zweitgrößte Flugzugbauer der Welt, hat bereits hinreichend Erfahrungen mit Additiver Fertigung gesammelt und Tausende von Komponenten wie Kunststoffhalterungen, Clips und Haltevorrichtungen im Polymerverfahren hergestellt. Vor kurzem hat Airbus in Kooperation mit Materialise, Anbieter von Additive-Manufacturing-Software und Lösungen für den 3D-Druck in der Medizin und industriellen Fertigung, ein Frontprofil für die Gepäckablage von Verkehrsflugzeugen gefertigt. Das 3D-gedruckte Bauteil ist eines der ersten additiv hergestellten Kabinenteile für Finnairs Airbus-A320-
Luft- und Raumfahrt Maschinen. Von außen unterscheidet sich das Teil nicht von traditionell gefertigen Komponenten, aber sein Gewicht wurde durch ein bionisches Design optimiert, um eine 15-prozentige Gewichtsreduktion zu erzielen. „Herkömmliche Herstellungsmethoden führen dazu, dass MRO-Manager beim Thema Produktion an Skalierbarkeit denken, um Kostenvorteile zu nutzen. AM leitet hier eine Wende ein, denn es ermöglicht kosteneffiziente Produktion selbst von einzelnen Teilen“, erklärt Edouard de Mahieu, Project Manager Manufacturing bei Materialise, gegenüber TCT. „AM ermöglicht die Herstellung von Komponenten, die jetzt gebraucht werden, selbst wenn es sich um Sonderbauteile handelt. Mit anderen Worten: Wenn Ihre Ersatzteilproduktion keinen Skaleneffekten mehr unterworfen ist, dann gewinnt die Performance.“ Die Frontprofile werden mittels des zertifizierten, additiven Herstellungsverfahrens von Materialise gefertigt und dann entsprechend der Kabinenanforderungen lackiert unter Verwendung von flammhemmenden, von Airbus zugelassenen Materialien. Das zertifizierte 3D-Druck-Werk des belgischen Unternehmens hält mehrere Schlüsselzertifizierungen wie ISO 9001 für die Herstellung sowie EN9100 und EASA 21.G für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Mithilfe dieser Zertifizierungen hat Materialise bereits flugtaugliche Bauteile für den Airbus A350 XWB produziert. Das Unternehmen beschreibt den Prozess als ein „komplettes Qualitätssystem“. „Qualität in der Additiven Fertigung kann über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg beeinflusst werden. Aus diesem Grund haben wir für jede Phase des Herstellungsverfahrens definierte Qualitätsmanagementprozesse: von der Datenerfassung bis zur Aufbereitung von Bauteilen, von der Herstellung bis zur Nachbearbeitung und zur abschließenden Qualitätskontrolle“, sagt Mahieu weiter. „Um diese Prozesse zu definieren und perfektionieren, arbeiten wir sehr eng mit unseren Kunden zusammen, um deren Qualitätsansprüche zu verstehen und nahtlos in unsere Infrastruktur und Arbeitsabläufe zu integrieren.“
ZEIT IST GELD
Das Luftfahrtunternehmen SIA Engineering Company (SIAEC) hat vor kurzem gemeinsam mit Stratasys ein 3D-Druck Service Center speziell für Komponenten der Luftfahrtindustrie ins Leben gerufen. Die in Singapur ansässige Firma SIAEC stellt MRODienstleistungen für mehr als 80 Fluggesellschaften weltweit zur Verfügung. Durch die Bündelung von SIAECs MROBranchenkompetenz und Stratasys’ AM-Expertise sollen Chancen für den 3D-Druck in den Luftfahrtindustrie identifiziert werden, sowohl im Advanced Tooling als auch bei Kabinenteilen für die Endanwendung. „Wir beschäftigen uns zwar auch mit Prototyping, aber unser Hauptfokus liegt auf Möglichkeiten beim Advanced Tooling und in der Teilefertigung, die weniger offensichtlich sind und für die ein Kunde, wie zum Beispiel ein MRO, besonders viel Zeit braucht, um sie zu identifizieren“, sagt Daniel Thomsen, Deputy General Manager Stratasys Korea, gegenüber TCT. „Wir versuchen
sehr eng mit unseren Kunden zusammenzuarbeiten, um diese erweiterten Möglichkeiten zu ermitteln.“ Zunächst will man sich auf Kabinenkomponenten und „unkritische“, unbeladene Einzelteile konzentrieren. Thomsen ist der Ansicht, dass dies einerseits den Ingenieuren einen guten Ansatzpunkt für eine differenzierte Betrachtung von AM bietet und andererseits Regulatoren erlaubt, sich mit der Nutzung der Technologie vertraut zu machen. „Für eine erfolgreiche Anwendung von AM muss sich ein MRO die Schwachstellen seiner Dienstleistungen anschauen. Was mir dabei sofort in den Sinn kommt, sind unnötige wiederkehrende Kosten und sehr zeitaufwendige Werkstattarbeiten“, so Thomsen weiter. „Das ist eine gute Ausgangsbasis. AM ist eine Möglichkeit und kann gepaart mit fundierter Expertise in vielen Fällen die wirtschaftlichste und erfolgreichste Lösung bieten.“ Wenn ein Flugzeug nicht fliegt, dann verliert es Geld. Die Lieferzeiten von Ersatzteilen auf ein Minimum zu beschränken ist demnach von entscheidender Bedeutung für Fluggesellschaften. Durch die Integration von AM in den Spare-Part-Workflow könnten MROs den Lagerbestand deutlich reduzieren und mit einem Katalog von für Additive Fertigung konzipierten Teilen kleinere Mengen auf Abruf produzieren. Im Unterschied zu einigen aufwändigeren AM-Konzepten für die Luft- und Raumfahrtindustrie bedeutet das nicht unbedingt die Überarbeitung der gesamten Optik eines Flugzeugs. Tatächlich ist Thomsen der Ansicht, dass man „sie nicht fliegen sehen wird“. Die AM-Kabinenteile dürften sich – im Einklang mit dem jeweiligen Airline-Look – nicht kosmetisch verändern, aber sie könnten durch nicht sichtbare, interne Features, wie Gitter zur Material- und Gewichtsreduktion, optimiert werden. „AM kann komplexere Geometrien fertigen bei denen die Komplexität vielleicht nicht sichtbar ist, aber das Bauteil stabiler, leichter und verlässlicher macht als bislang in einem Flugzeug verbaute Komponenten“, fügt Thomsen hinzu. „Dabei handelt es sich nicht nur um die Reproduktion eines vorhandenen Teils, sondern um die Konzipierung einer neuen Teilelösung unter Ausnutzung der Vorzüge von AM.“
6 DAS ERSTE PROOF-OF-CONCEPT DES HYBRIDEN
FERTIGUNGSVERFAHRENS IST DER DRUCK EINER AIRBUS-A320-SEITENWAND IN ORIGINALGRÖSSE MIT AUFGEDRUCKTEN LEITERBAHNEN, ANTENNEN UND DEKORATIVE ELEMENTEN.
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Gastbeitrag
DIE INDUSTRIALISIERUNG DES 3D-DRUCKS WARUM UNTERNEHMEN JETZT IHR GEISTIGES EIGENTUM UND KNOW-HOW SCHÜTZEN UND SICH DIE RECHTE AN DATEN SICHERN MÜSSEN TEXT: Dr. Andreas Leupold, Gründer von Leupold Legal
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ährend in der Tagespresse noch über Schusswaffen aus dem 3D-Drucker berichtet wird, ist eine stille Revolution im Gange, welche die Karten im Wettbewerb um die Kunden neu verteilt und seit Jahrzehnten etablierte Geschäftsmodelle durch neue ersetzt: Der industrielle 3D-Druck, der von Brancheninsidern gemeinhin als additive Fertigung bezeichnet wird. Siemens hat 2018 bereits 30 Millionen Euro in den Ausbau seiner 3D-Druckkapazitäten investiert und nutzt die additive Fertigung zur Herstellung besonders hitzebeständiger Präzisionsbauteile für Gasturbinen, bei Adidas kommen dieses Jahr 100.000 Futurecraft Laufschuhe aus dem 3D-Drucker und Daimler kooperiert mit Airbus bei der Herstellung von Aluminiumbauteilen. Die additive Fertigung ist damit im Begriff, den Sprung vom Prototypenbau in die Serienfertigung von Industrie- und Konsumgütern zu tun und seit Jahrzehnten etablierte Produktionsprozesse radikal zu verändern. Denn additive Verfahren benötigen keine herkömmlichen Werkzeuge oder Fließbänder in großen Fabriken, produzieren erheblich weniger Abfall und erlauben die Konstruktion komplexer Geometrien, die sich mit herkömmlichen Herstellungsmethoden nicht realisieren lassen. Das für den Druck benötigte 3D-Modell eines Produkts kann in Indien erstellt werden und die Herstellung bei einem Zulieferer „Made in Germany“ erfolgen – ohne lange Transportwege und den damit verbundenen Logistikosten. Mit dieser gelegentlich als 4. industrielle Revolution bezeichneten Entwicklung sind allerdings auch Risiken verbunden, die Unternehmen aktiv steuern müssen, um nicht die damit ermöglichten neuen Geschäftsmodelle und die eigene Zukunft aufs Spiel zu setzen. Denn die verteilte Konstruktion und Produktion („distributed manufacturing“) bringen auch die Gefahr mit sich, dass Konstruktionsdaten von Unbefugten kopiert und zur Herstellung identischer oder ähnlicher Produkte genutzt werden. Das 3D-Modell für einen Prototypen enthält neben geistigem Eigentum meist auch geheimes Erfahrungswissen (Know-how), das
nicht für Wettbewerber oder Produktpiraten bestimmt und deshalb besonders zu schützen ist. Obwohl kein neues Phänomen, wird die Produktpiraterie auch durch die Verfügbarkeit von 3D-Scannern, mit denen sich mit wenig Aufwand Druckvorlagen für Produkte erzeugen lassen, die äußerlich vom Original nicht mehr unterscheidbar sind, den Schutz des geistigen Eigentums noch wichtiger machen als bisher. Mit Risiken verbunden ist auch die wirtschaftlich oft sinnvolle Auslagerung der additiven Fertigung auf Auftragshersteller, die über die dazu notwendige Prozesserfahrung und technischen Einrichtungen verfügen. Denn der Auftragsfertiger erhält mit dem 3D-Modell nicht nur die Blaupause für das Produkt, sondern oft auch eigene Rechte an den von ihm konstruktiv verbesserten Vorlagen und 3D-Druckerzeugnissen, ohne dass sich der Auftraggeber dieser Tatsache bewusst ist. Um unerwünschte Überraschungen zu vermeiden, müssen mit allen Auftragskonstrukteuren und Auftragsfertigern die richtigen Verträge geschlossen werden, die den Besonderheiten der additiven Fertigung Rechnung tragen. Neben der oft komplexen Regelung des vom Auftragnehmer geschuldeten Leistungsumfangs, der Material- und Verfahrensauswahl und der Qualitätssicherung und zahlreicher weiterer Punkte gehört dazu insbesondere die Einräumung der Rechte an den 3D-Modellen und den Arbeitsergebnissen an den Auftraggeber. Nicht selten wird daran nicht gedacht oder übersehen, dass es dazu nicht genügt, sich einfach nur „alle“ Rechte einräumen zu lassen. Bislang verfügen längst nicht alle Unternehmen über eine IP-Policy, die den Schutz des geistigen Eigentums gewährleistet und den geänderten Anforderungen einer digitalisierten Konstruktion und Produktion gerecht wird. Vielfach wird bei der Beauftragung von Zulieferern noch in die Schublade gegriffen und eine Vertraulichkeitsvereinbarung geschlossen, die nicht mehr den aktuellen Anforderungen der Europäischen Know-how Schutzrichtlinie entspricht. Das kann den Verlust von Geschäftsgeheimnissen zur Folge haben, die besonders wertvoll und dazu
bestimmt sind, die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens zu sichern. Anstelle herkömmlicher Non-Disclosure Agreements („NDA“) brauchen Unternehmen in der digitalen Supply Chain fortschrittliche Industrial Security Agreements, die in der gesamten Lieferkette ein gleiches Sicherheitsniveau garantieren und zugleich den Geheimnisschutz aufrechterhalten. Noch wenig Beachtung gefunden hat auch die Frage, wem die Konstruktionsund Produktionsdaten gehören. Gerade die additive Fertigung beruht aber auf Daten und aus Daten werden Produkte. Das hat zur Folge, dass derjenige, dem die Daten gehören, damit auch die Produkte herstellen kann. Unsere Rechtsordnung kennt aber kein Eigentum an Daten und anders als häufig angenommen, liegen die Rechte an Maschinendaten keineswegs immer beim Hersteller des Endprodukts. Die EUKommission hat das erkannt und prüft derzeit, ob ein neues Datenproduzentenrecht geschaffen werden kann. Ob es dazu kommt ist aber noch ungewiss und bis es soweit ist müssen Unternehmen vertraglich regeln, wem die Rechte an welchen Konstruktionsund Produktionsdaten zustehen sollen. Diese Aufgabe ist aber alles andere als trivial und sollte Spezialisten und Industrieanwälten überlassen werden, die über einschlägige Erfahrung bei der Formulierung geeigneter Vertragsklauseln verfügen. Aufgrund der disruptiven Kraft des industriellen 3D-Drucks und der Vielzahl der rechtlichen Aspekte, die vor der Implementierung darauf beruhender Geschäftsmodelle und Produktionsprozesse zu beachten sind, sollte sich jedes Unternehmen, dass die Vorteile der additiven Fertigung nutzen will, beizeiten rechtlich prüfen lassen, wie sich die damit verbundenen Risiken reduzieren lassen. Häufig lässt sich damit auch eine persönliche Haftung der Geschäftsleitung für eine unzureichende Absicherung der digitalen Produktion oder Produktfehler vermeiden, die zu Schäden beim Endverbraucher führen.
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Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen
SITZT, J PASST, WACKELT UND HAT LUFT TEXT: Samuel Davies
TCT-REDAKTEUR SAM DAVIES NIMMT DIE ADDITIVE FERTIGUNG VON WERKZEUGHILFSMITTELN UND MONTAGEVORRICHTUNGEN DES US-AMERIKANISCHEN AUFTRAGSFERTIGERS JABIL UNTER DIE LUPE.
ohn Dulchinos, Vice President of Digital Manufacturing des US-amerikanischen Auftragsherstellers Jabil, hält seinen Daumen und Zeigefinger so nah wie möglich beieinander, ohne das sie sich berühren. Der winzige Zwischenraum repräsentiert den Anteil von Werkzeughilfsmitteln und Montagevorrichtungen am gesamten Fertigungsmarkt, der inzwischen 12 Billionen US-Dollar wert ist. Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen sind längst nicht so spektakulär wie Endteile oder Protoypen, aber sie sind einer der Trittsteine der produzierenden Industrie. Angesichts der ungeheuren Innovationsfähigkeit der AM-Branche erfährt aber auch die Herstellung von Werkzeugen und Montagehilfen eine Transformation. Laut dem Wohlers Report 2018 nutzen 7,3 Prozent von AM-Anwendern Additive Fertigung für die Produktion von Werkzeugausrüstung, darunter Unternehmen wie Indaero, Boeing, Eckhart, Ricoh Japan und Volkswagen Autoeuropa. Die Tendenz ist zunehmend, nicht zuletzt wegen der erheblichen Kosten- und Zeiteinsparungen. So konnte Volkswagen Autoeur, Tochtergesellschaft der Volkswagen AG mit Sitz in Portugal, durch den Einsatz des Ultimaker Systems 95 Prozent Zeitersparnis in der Werkzeugentwicklung 4
5 DAS AUS WIDERSTANDSFÄHIGEM ULTEM
9085 VON INDAERO 3D-GEDRUCKTE WERKZEUG SCHMIEGT SICH AN DAS GEWÖLBTE PANEEL UND ERMÖGLICHT DEM BEDIENUNGSPERSONAL, SICH ANDEREN FERTIGUNGSTÄTIGKEITEN ZU WIDMEN.
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Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen
sowie 90 Prozent Kosteneinsparungen in der Produktion erzielen. Auftragsfertiger Jabil verfolgt eine ähnliche Strategie mit ähnlich beeindruckenden Resultaten: Reduzierung der Produktionszeit um 80 Prozent und der Werkzeugkosten um 40 Prozent. Jabil verfügt über eine Reihe von Ultimaker 3D-Druckern, die Werkzeuge und Montagehilfen je nach Bedarf in kleiner Stückzahl fertigen. Wie viele andere Branchenakteure hat sich auch der amerikanische Auftragsfertiger dem Fused Deposition Modelling-Verfahren für die Werkzeugherstellung zugewandt. Für die Zukunft hat das Unternehmen jedoch noch ehrgeizigere Pläne, die einen wachsenden Trend bei Anwendern und Herstellern von AM-Technologien zur Entwicklung von bahnbrechenden Verfahren verstärken. Auf der internationalen Messe und Konferenz für Additive Fertigung, RAPID + TCT 2018, verkündete Jabil die Markteinführung seines Additive Manufacturing Networks in dessen Rahmen langfristig Dutzende von Multi Jet Fusion-Plattformen in Produktionsanlagen weltweit zum Einsatz kommen werden. Jabil ist ernsthaft gewillt, der 3D-Drucktechnologie von HP als Serienfertigungs-Tool für die Lieferung von funktionsbereiten Bauteilen an Kunden in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Medizinund Konsumgüterindustrie zum Durchbruch zu verhelfen. Ermöglich wird das durch einen HP 3D-Drucker mit einem Bauraum von 380 x 284 x 380 mm, der das Drucken mehrerer Teile mit unterschiedlichem Design ermöglicht und gleichzeitig Teile aufeinander stapeln kann. Mit anderen Worten: Jabil wäre in der Lage mit dem
Anlaufen der Produktion für Endanwendungen Werkzeuge kostenlos „mitlaufen zu lassen“. „Die Fertigung von Werkzeughilfsmitteln und Montagevorrichtungen ist weniger kostensensibel als die von Bauteilen“, erklärt John Dulchinos, Vice President of Digital Manufacturing bei Jabil gegenüber TCT, „aber die Möglichkeit, einen schnelleren Umschlag zu erzielen und über Werkzeuge und Montagehilfen zu verfügen, die den Prozess optimieren, ist wichtiger als die Frage ‘Wie können wir hier einige Cents einsparen?’“ Scott Schiller, Global Head of Market Development for 3D Printing bei Hewlett- 4
5 DAS WERKZEUG WURDE AUF
EINEM STRATASYS FORTUS 450MC 3D PRODUKTIONSSYSTEM AUS ULTEM 9085 HERGESTELLT. AUF DIESE WEISE KANN INDAERO KOMPLEXE KONTUREN ANFERTIGEN, DIE SICH OPTIMAL AN DIE KRÜMMUNG VON FLUGZEUGVERKLEIDUNGEN ANPASSEN.UND ERMÖGLICHT DEM BEDIENUNGSPERSONAL, SICH ANDEREN FERTIGUNGSTÄTIGKEITEN ZU WIDMEN.
6 EINE VON JABIL MIT EINEM ULTIMAKER GEFERTIGTE MONTAGEVORRICHTUNG.
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Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen
5 DIESE MONTAGEVORRICHTUNG WURDE AUF HEWLETT PACKARDS MULTI-JETFUSION-PLATTFORM PRODUZIERT.
Packard, ergänzt: „Die Kostenauswirkungen beim Produktionsfluss sind wesentlich größer. Wenn bei einer Änderungsbenachrichtigung ein Werkzeug ausgetauscht werden muss und davon das Funktionieren einer kompletten Produktionslinie abhängt, dann ist das Timing von zentraler Bedeutung.“ Diese Strategie wurde gewählt, um Jabils Effizienz zu maximieren, obwohl Ultimaker- Systeme noch für die Fertigung von Einzelstücken eingesetzt werden. Für das neue Verfahren müssen sich die Jabil-Ingenieure bei der Gestaltung von Werkzeughilfsmitteln und Montagevorrichtungen etwas einfallen lassen, um sicherzustellen, dass Teile stapelbar oder faltbar sind. Außerdem muss – weil das Teil nicht mehr spritzgegossen wird – der nicht mehr benötigte Raum entfernt werden. Letzterer Aspekt ist auch relevant für FDM-Plattformen. Eine Reihe von Industrieunternehmen nutzen die Technologie des israelisch-amerikanischen Hersteller Stratasys, Erfinder des FDMVerfahrens, für den Werkzeugbau. Zu den Branchenakteuren, die das Potential für die Optimierung von Arbeitsabläufen durch die schnelle Herstellung von Werkzeughilfsmitteln und Montagevorrichtungen ausschöpfen, gehören auch Boeing und Orbital ATK. In Kürze wird es auch eine Plattform geben, mit der die Gestaltung der Werkzeuge verbessert werden kann. Mit dem Release seines neuesten Software-Produkts will Stratasys den gesamten Prozess so schnell und einfach wie möglich machen. In Anlehnung an die Bedürfnisse der Kunden ist das Fundament der „Jigs
and Fixtures“-Software von Stratasys die Übernahme nativer CAD-Daten für das Bauteil-Design. Das Unternehmen hat sich der Stratasys-spezifischen Sprache entledigt und bemüht sich stattdessen um Einfachheit, denn „so denken Ingenieure nicht“. Ingenieure wollen Bauteile unter Umständen kleiner, stabiler oder leichter machen – das können sie jetzt mithilfe eines Schiebereglers erledigen, um die Veränderungen besser sichtbar zu machen, oder sie können die Daten manuell eingeben. Per Knopfdruck wird das Design dann aktualisiert. Benutzer können die Teilegeometrie innerhalb eines Tools zur Druckvorbereitung verändern und verfügen innerhalb weniger Minuten über die Designvorgaben für das benötigte Werkzeug. „Wir kombinieren den Kopf von jemandem, der diesen Job seit zehn Jahren macht, die Tools von Insight (eine Software für die Druckvorbereitung von Stratasys) und die Benutzeroberfläche von GrabCAD Print“, erklärt Shuvom Ghose, Go-To-Market Engineer bei Stratasys. Sowohl Hersteller als auch Nutzer von AM-Technologie sind bestrebt, eine zukunftsträchtige Anwendung, die bereits beeindruckende Resultate erzielt hat, durch die Umsetzung fokussierter Entwicklungsstrategien weiter auszubauen. Zu den Unternehmen, die sich dieser Vision verschrieben haben, gehören auch Stratasys und Jabil. „Wenn Sie ein Werkzeughilfsmittel herstellen wollen, dann muss es maßhaltig sein“, führt Phil Reeves, Vice President Strategic Consulting bei Stratasys, aus. „Es gibt eine ganze Reihe von
Anwendungen bei denen leistungsfähige Werkstoffe wie ULTEM, PPSF und PEKK einen Platz im Fertigungsbereich haben. Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen gehören dazu. Das Problem bislang war, dass die Leute mit den PrototypingMaschinen nicht über die Software für den Entwurf von Werkzeugen und Montagehilfen verfügten. Hier setzt die Software ‘GrabCAD Jigs and Fixtures’ an.“ „Unternehmen wie Jabil verdienen ihr täglich Brot durch stetige Verbesserung (schlanke Prozesse), das heißt wir müssen eine Montagevorrichtung laufend iterieren, weil das den Workflow optimiert. Eine lohnenswerte Sache“, sagt Dulchinos. „Meiner Ansicht nach werden auf lange Sicht alle Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen 3D-gedruckt. Manche aus Kunststoff, manche aus Metall, aber letzten Endes macht das Sinn.“ John Dulchinos verweist darauf, dass sich Jabil bei der Realisierung von AM schwerpunktmäßig auf die Fertigung von funktionalen Endteilen konzentriert. Aber Jabil produziert als Unternehmen Millionen von Teilen im Jahr und nicht alle sind 3D-gedruckt. Mit anderen Worten: Bei der Fertigung von vielen Bauteilen wird Jabil Werkzeughilfsmittel benötigen, die Werkzeuge führen und Montagevorrichtungen, die Teile in ihrer Position halten. Eckhart, Volkswagen und Ricoh werden diese ebenfalls benötigen. Und gemeinsam werden diese Branchenakteure bald massgeschneiderte Verfahren für die optimale Nutzung ihrer bevorzugten 3D-Druckprozesse für Werkzeugkomponenten entwickeln. Werkzeughilfsmittel und Montagevorrichtungen mögen zur Zeit nur einen geringen Anteil des Herstellermarkts ausmachen, aber in Anbetracht der Fülle von Vorteilen, dem Fokus von AM-Erstausrüstern und der Geschicklichkeit von Industrieanwendern dürfte dieser Anteil die 7,3 Prozent-Marke bald hinter sich lassen. 2:3
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EINIGE DER WICHTIGSTEN TECH-LAUNCHES DER BRANCHE.
SUPERSCHNELLES SYSTEM 6 DESKTOP METAL
PRODUCTION-SYSTEM
TEXT: Daniel O’Connor
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as in Burlington im US-Bundesstaat Massachusetts ansässige Unternehmen Desktop Metal präsentierte sich der Welt erstmals auf der RAPID + TCT-Messe 2017. Der Fokus lag zu Beginn auf der Revolutionierung von Metall-Prototyping mit dem bürofreundlichen 3D Drucker StudioSystem. In diesem Jahr hat das Startup seinen Schwerpunkt auf den heiligen Gral des 3D-Drucks, die Produktion, verlagert. „Das Desktop Metal Production-System ist ein viel komplexeres, ausgereifteres Drucksystem“, sagt CEO und Mitgründer Ric Fulop. „Seine Leistung entspricht dem von 100 derzeitigen, laserbasierten Midrange 3D-Druckern. Das System ist superschnell und es fertigt Teile mit sehr hoher Auflösung zu erheblich geringeren Kosten als ein aktueller, laserbasierter 3D-Drucker.“ Die kostensparenden Eigenschaften des DM ProductionSystem sind auf die frühzeitig getroffene Entscheidung, den Druck- vom Thermoprozessvorgang abzukoppeln, zurückzuführen. Diese Trennung ermöglicht Desktop Metal, den wesentlich reiferen Markt für Materialien zum Metallspritzgießen (MIM) zu nutzen. Dank ihrer Häufigkeit sind MIM-Werkstoffe
bis zu 80 Prozent preiswerter als speziell für den 3D-Druck hergestellte Metallpulver. Das DM Production System arbeitet mit der Single Pass JettingTechnologie (SPJ). Professor Emanuel (Ely) Sachs, Mitbegründer von Desktop Metal, hatte einen entscheidenden Einfluss auf die Kreation des SPJ-Verfahrens. Während seiner Zeit am MIT Ende der achtziger Jahre, entwickelte Sachs eine Technologie, die auch heute noch einer der Stützpfeiler des Binder Jetting 3D-Drucks ist. Die vor 30 Jahren getroffene Entscheidung, ein Bindemittel mit Tintenstrahlköpfen auf ein Pulver zu sprühen, zeigt laut Ely erst jetzt ihr wahres Potential. „Wir zogen damals Binder-Jetting vor, weil es eine hohe Flexibilität hinsichtlich der verwendbaren Materialien bot“, erinnert sich Sachs. „Ich wollte weg von Polymeren und hin zu Keramiken und Metallen für Funktionsteile und Werkzeuge. Der Clou war allerdings, dass ich auf eine Methode für die schnelle Fertigung von Teilen stieß.“ Seit langer Zeit verspricht 3D-Druck eine Demokratisierung der verarbeitenden Industrie, denn die Technologie ermöglicht kleineren Unternehmen zu iterieren und Produkte schneller auf den Markt zu bringen. In der Welt der Kunststoffe ist das bis zu einem gewissen Grad schon passiert. In der Welt der Metalle könnte das DM Production-System den entscheidenden Durchbruch bringen.
DER ULTIMATIVE ULTIMAKER
TEXT: SAM DAVIES
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esktop 3D-Drucker galten lange als Spielzeug für Maker, nicht repräsentativ für Additive Fertigung. Aber dank der fortschreitenden Entwicklung von Verfahren und Materialien werden Unternehmen wie Ultimaker inzwischen auch von professionellen Herstellern anerkannt. Heute der gilt der niederländische 3D-Drucker-
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Produzent als einer der Vorreiter für den industriellen 3D-Druck im Polymerbereich. Auf der RAPID + TCT-Messe gab Ultimaker weltweite Partnerschaften mit führenden Unternehmen der Chemieindustrie bekannt: BASF, DuPont, Clariant, Solvay und einige mehr. Ein Schritt in Richtung einer „vollständig integrierten Hardware, Software und
Materialkonfiguration“, so UltimakerCEO Jos Burger. Ein Gerät, das diese Kooperationspartner in Erwägung ziehen könnten, ist der S5, Ultimakers neuester, größter und vielleicht bis dato ausgereiftester 3D-Drucker. Der S5 verfügt über einen Bauraum von 330 x 240 x 300 Millimetern für die Fertigung von größeren Teilen. Zu den neuen Features
Neue Technologien
EINE HEISSE SACHE TEXT: Laura Griffiths
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eneral Electrics Kauf der mehrheitlichen Anteile an Concept Laser und Arcam AB sowie die nachfolgende Gründung von GE Additive war eine der bedeutendsten Branchenentwicklungen in den vergangenen zwei Jahren. Und diese Entwicklung sollte schnell Früchte tragen: Auf der formnext 2017 präsentierte GE Additive einen Metall 3D-Drucker mit pulverbettbasierter Lasertechnologie mit dem Namen „A.T.L.A.S.“ (Additive Technology Large Area System), der als einer der größten im Markt gilt. Der GE Additive Drucker verfügt über einen Bauraum von rund 1 x 1 x 1 Meter und löst damit das M Line Factory-Konzept von Concept Laser ab. Weiterhin legte GE Ende 2017 den Grundstein für einen neuen rund 40.000 Quadratmeter großen Standort in Lichtenfels. GE Additive stellte außerdem einen neuen 3D-Drucker mit Binder Jet-Technologie, den H1 Binder Jet, vor und baute sein Netzwerk von Customer Experience Centern aus. Durch die Übernahme von GeonX und die Partnerschaft mit GKN erweiterte die 3D Druck-Abteilung des US-amerikanischen Konzerns General Electric außerdem seine Software- und Werkstoffkompetenzen. Weil der Fokus von GE Additive anfänglich auf Concept LaserHardware lag, fragte sich die Branche seit geraumer Zeit, wann das US-Unternehmen das Portfolio von Arcam erweitern würde. GE Additive beantwortete diese Frage auf dem diesjährigen RAPID + TCT-Event in Fort Worth, wo der neue Arcam EBM Spectra H 3D-Drucker für Metall vorgestellt wurde.
Das Spectra H-System ist die nächste Generation von Arcams A2X mit Electron Beam Melting-Technologie. Das „H“ steht für „Hot Metal“ und ist – wie das bisherige System – auf die Verarbeitung von rissgefährdeten Materialien wie Titanaluminiden (TiAl) bei höherer Wärmeeinwirkung (Temperaturen bis 1000 Grad Celsius) ausgerichtet. „Das ist buchstäblich die Benchmark“, erklärt Karl Lindblom, General Manager bei Arcam EBM gegenüber dem TCTMagazin bei der Präsentation. „EBM ist immer noch das einzige kommerzielle generative Fertigungsverfahren, das die Produktionsanforderungen für TiAl erfüllt.“
3 DAS WELTWEIT
GRÖSSTE 3D-GEDRUCKTE TIAL-BAUTEIL, GEFERTIGT IN EINEM HANDELSÜBLICHEN AM-SYSTEM.
4 DAS SPECTRA H EBM-SYSTEM.
gehören außerdem ein optimierter Touchscreen, verbessertes DruckbettLeveling für eine perfekte erste Schicht und mehr. John Kawola, President North America von Ultimaker, beschreibt die Vorzüge des neuen FDM-Druckers im Detail: „Die wesentlichen Features des S5: 1.) der größere Bauraum 2.) das neue TouchDisplay als Ausdruck unserer Bemühungen, die Nutzererfahrung sowohl an der Front- als auch an der Rückseite weiter zu entwickeln, die nächsthöhere Stufe beim DruckbettLeveling und der Automatisierung, Druck mit abrasiveren Materialien wie Karbonfaser
dank des Druckkopfs und des Feeders an der Geräterückseite und einen Filament Flow-Sensor, der automatisch stoppt, wenn das Filament aufgefüllt werden muss. Alles in allem eine ganze Reihe von Dingen, die die Bedienfreundlichkeit erhöhen. Und der Drucker ist deutlich leistungsfähiger was die Verarbeitung von unterschiedlichen Materialien betrifft.“ Nichtsdestotrotz wird der neue 3D-Drucker zu einem erschwinglichen Preis angeboten. Und dank des beständigen Wachstums der Branche dürfte sich auch die Zielgruppe für den Ultimaker S5 laufend vergrößern.
5 DER ULTIMAKER S5 IN AKTION.
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WAS LANGE WÄHRT…
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tratasys, Marktführer im Bereich Additive Fertigung, hat die Entwicklung eines neuen Metall-3D-Drucksystems für die Fertigung von Kleinserien angekündigt. Das Unternehmen richtet seit knapp 30 Jahren sein Augenmerk auf wegweisende kunstoffbasierende FDMund PolyJet 3D-Drucklösungen und wendet sich mit dieser Entscheidung erstmals einem Markt zu, der bis 2028 auf 12 Milliarden US-Dollar anwachsen soll. Einen ersten Einblick in das neue Drucksystem gewährte Stratasys auf der RAPID + TCT 3D Printing & Additive Manufacturing Conference im April in Texas. Die neue Technologieplattform ist speziell auf die Herstellung von Vorserienteilen, Kleinserien sowie maßgeschneiderten, leichten und komplexen Komponenten zugeschnitten. Weitere Details sollen laut Phil Reeves, VP Strategic Consulting bei Stratasys, auf der IMTS vom 10. bis 15. September in Chicago enthüllt werden: „Ich weiß noch nicht genau, wann Sie einen Drucker in natura sehen können“, erklärt Reeves gegenüber dem TCT-Magazin, „aber auf der IMTS werden Sie sicher sehr viel mehr über den Prozess erfahren.“ Der Metall-3D-Drucker befindet sich seit einigen Jahren in der Entwicklung und basiert auf der Jetting-Technologie von Stratasys. Mit diesem System will das Unternehmen seinen Kunden eine Lösung für die Herstellung kleinerer Stückzahlen von marktüblichen, pulvermetallurgisch gefertigen Metallteilen anbieten – beginnend mit Aluminium. Die Technologieplattform verspricht wettbewerbsfähige Stückpreise und Durchsatz, leicht implemtentierbare Nachbearbeitung und hohe Bauteilqualität.
„Wir freuen uns, die Entwicklung dieser neuen Plattform zur Additiven Fertigung ankündigen zu können, die auf Produktionsanwendungen im Bereich Kleinserien in einer Reihe von Industrien, darunter Automobil, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Verarbeitung und Metallgießerei ausgerichtet ist“, erklärt Ilan Levin, Chief Executive Officer von Stratasys. „Wir glauben, dass diese Plattform unsere Zielmärkte langfristig erweitert und unseren Kunden ein wirksames Mittel zu Verfügung stellt, um die Werte von additiver Fertigung für pulvermetallurgische Anwendungen zu realisieren.“ Mit der Veröffentlichung seiner Finanzzahlen für 2017 drückte Stratasys die Absicht aus, verstärkt in langfristige Entwicklungsprogramme wie den neuen Metall-3D-Drucker und Weiterentwicklungen im Bereich FDM- und PolyJetTechnologien zu investieren.
3 MIT AM-TECHNIK VON
STRATASYS GEFERTIGTE ALUMINIUMBAUTEILE.
6 3D-GEDRUCKTE
ALUMINIUMTEILE VON STRATASYS SORGTEN FÜR GROSSES BESUCHERINTERESSE.
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TEXT: Frank H. Diebel
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eit ihrem Gründungsjahr 2015 verzeichnet die formnext Wachstumszahlen, die im Bereich Additive Manufacturing fast schon alltäglich sind, aber jedem Wirtschaftsminister oder Vorstandsvorsitzenden Freudentränen in die Augen treiben würden: Von 2015 bis 2017 haben sich Ausstellungsfläche und Anzahl der Aussteller mehr als
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verdoppelt (2015: 14.028 Quadratmeter Ausstellungsfläche, 2017: 28.129 Quadratmeter Ausstellungsfläche; 2015: 203 Aussteller, 2017: 470 Aussteller). Auch was die Popularität angeht, legte die Frankfurter Leitmesse kräftig zu: Hatten sich im Jahr 2015 noch 8.982 Besucher auf den Weg an den Main gemacht, waren es 2017 ganze 21.492. In diesem Jahr wartet die formnext schon im Vorfeld mit rekordverdächtigen Zahlen auf: Die Ausstellungsfläche ist auf 36.000 Quadratmeter angewachsen und zum Zeitpunkt der Drucklegung hatten sich 550 Aussteller angemeldet, darunter 165 Neuaussteller aus 26 Ländern. Bereits im März 2018 lag die Anmeldezahl um 50 Prozent höher als im Vorjahreszeitraum. Die Bandbreite der teilnehmenden Unternehmen sucht ebenfalls ihresgleichen: Sie reicht von weltweit bekannten Start-Ups wie Carbon 3D aus Silicon Valley bis hin zu traditionsreichen Konzernen wie Solvay, Clariant und Mitsubishi Chemicals. „Die Entwicklung zeigt, dass wir auch 2018 mit der formnext wieder einen bedeutenden Wachstumssprung machen“, resümiert Sascha
formnext 2018 Preview
F. Wenzler, Bereichsleiter formnext bei Mesago Messe Frankfurt GmbH. „Die AM-Branche und die formnext als ihre Leitmesse sind erwachsen geworden und in der Industrie angekommen.“ Die diesjährige Veranstaltung knüpft an die inhaltliche Entwicklung der formnext 2017 an und die gesamte Prozesskette einer modernen industriellen Fertigung soll noch dichter und umfassender dargestellt werden. Neben der Additiven Fertigung sollen auch die Bereiche Software und Postprocessing sowie komplexer industrieller Werkzeugbau verstärkt werden. Die Aussteller warten mit den folgenden Angebotsschwerpunkten auf: Lösungen für Additive Manufacturing, Fertigungslösungen, IndustriellerWerkzeug-undFormenbau,SoftwareundPostprocessing, Design und Produktentwicklung, Qualitätsmanagement und Messtechnik, Werkstoffe und Komponenten, Aus- und Weiterbildung, Forschung und Entwicklung sowie Verbände und Verlage. Zu den Highlights der Messe gehört die für Neueinsteiger konzipierte Seminarreihe „Discover3Dprinting“. Im Rahmen dieser Veranstaltung wollen unabhängige Fachleute des aus dem Fraunhofer IPT entstandenen ACAM Aachen Center for Additive Manufacturing Novizen den Einstieg in die Welt des 3D-Drucks erleichtern und ihnen die Möglichkeiten der Additiven Fertigung aufzeigen. Die Seminarreihe wurde auf der formnext 2017 ins Leben gerufen und wird in diesem Jahr ausgedehnt. Ein weiterer Leckerbissen der Messe ist die Siegerehrung des internationalen Ideenwettbewerbs für Design im 3D-Druck „purmundus challenge“, die am 15. November im Rahmen der
formnext 2018 stattfindet. Die Ausschreibung für den Wettbewerb, der in diesem Jahr unter dem Thema „3D-Druck rüstet uns für die Zukunft“ steht, läuft bereits seit Mai 2018 (Einsendeschluss: 23. September). Auf die Gewinner warten Preise im Wert von insgesamt 12.000 Euro sowie ein Publikumspreis, der an den Messetagen von den Besuchern der formnext gewählt wird. Weitere Informationen finden Sie hier: https://www.mesago.de/ de/formnext/home.htm
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DIE KONFERENZ TEXT: Frank H. Diebel
PARALLEL ZUR DIESJÄHRIGEN FORMNEXT, DIE VOM 13. BIS 16. NOVEMBER IN FRANKFURT AM MAIN STATTFINDET, ORGANISIERT TCT WIEDER EIN HOCHWERTIGES, VIERTÄGIGES KONFERENZPROGRAMM. IN RAHMEN DER TCT CONFERENCE @ FORMNEXT WERDEN IN WISSENSWERTEN UND SPANNENDEN VORTRÄGEN AKTUELLE UND ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN IM BEREICH ADDITIVE FERTIGUNG UND 3D-DRUCK THEMATISIERT. IM FOLGENDEN STELLEN WIR EINIGE HIGHLIGHTS DER KONFERENZ VOR.
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ie TCT conference @ formnext ist eine Bildungsplattform, die internationalen Vordenkern, Visionären und Impulsgebern der AM-Branche die Möglichkeit bietet, ihre Erfahrungen weiterzugeben, über brandneue Trends zu informieren und Inspirationen für die Zukunft zu kreieren. Darüberhinaus werden neue Forschungsergebnisse zu Verfahren und Materialien sowie Designs von Verbraucherprodukten analysiert. Praxisbezogene Studien und Podiumsveranstaltungen vermitteln Teilnehmern einen detaillierten Überblick dieses
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schnell wachsenden Industriezweigs und unterstützen beratend im Hinblick auf eine erfolgreiche Übernahme von Additive Manufacturing. Knapp 60 internationale Top-Speaker sind dieses Jahr auf der TCT conference @ formnext vertreten. Das komplette Vortragsprogramm finden Sie hier: https://tctconferenceformnext. com. Die Konferenzsprache ist Englisch. Übrigens: Tickets können Sie auch auf unserer Webseite kaufen. Bis Freitag, 5. Oktober gilt der sogenannte Early-Bird-Tarif (sprich, die Karten sind günstiger).
TCT conference @ formnext 2018 Preview
DIENSTAG 13. NOVEMBER 2018 10:00-10:30 Additive Manufacturing on the Road. A Technologies Journey from Prototyping to Production Peter Mischke Technical Specialist BMW Group
13:15-13:45 How to Develop a Strategy Based on the Innovation Activities Across the 3D Printing Value Chain Tugce Uslu Research Analyst Lux Research
MITTWOCH 14. NOVEMBER 2018
10:30-11:00 Disruptive Fuselage Study by Topological Optimisation and Additive Manufacturing
10:30-11:00 The Medical Device Perspective of 3D Printing
Damien Desgaches R&T Project Manager Steilia Aerospace
Gene Kulesha Senior Director Advanced Engineering Onkos Surgical
11:15-11:45 The Business of Adopting Additive Manufacturing
11:15-11:45 Multimaterial 3D Printing with Photopolymers
Jonathan Wainberg Senior Managing Director Global Sales GE Capital Finance Industrial
Margot Segers Scientist Brightlands Material Center
DONNERSTAG 15. NOVEMBER 2018 11:15-11:45 Striking the Right Balance Between Buying Equipment and Using Service Providers for Global Companies Nilay Parikh PGP of Additive Manufacturing Danfoss Additive Design and Manufacturing 13:45-14:15 Monitoring of the Laser Re-melting Process of Additive Manufactured Parts Nena Blanke – Researcher – Bias
FREITAG 16. NOVEMBER 2018 10:30-11:00 Future Aesthetics - Synthesis of Design and Technology Exploration Pascal Hien & Moritz Dörstelmann Designer – Steelcase/FibR GmbH
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Aktuelles
WEITERE NEWS KURZBERICHTE ZUM TITELTHEMA DIESER AUSGABE
3D-GEDRUCKTER TUPOD ERFOLGREICH INS WELTALL GESCHICKT
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er innovative TubesatPOD ist der erste komplett 3D-gedruckte Nanosatellit, der von der ISS in den Weltraum entsandt wurde. Begonnen wurde das Projekt von einem Team brasilianischer Studenten, die einen kompatiblen Deployer für den Start ihres TubeSat TANCREDO-1 benötigten. Der TuPOD wurde von Tetonsys in Kooperation mit dem italienischen Unternehmen GAUSS G.A.U.S.S. Srl (Group of Astrodynamics for the Use of
Space Systems), CRP USA und der Moreheard State University konzipiert und realisiert. Der Nanosatellit wurde in ein J-SSOD (JEM Small Satellite Orbital Deployer) System integriert und vom japanischen Einzelmodul „KIBO“ aus gestartet. Der TuPOD ist ein 3U CubeSatSatellit aus CRPs 3D-gedrucktem Windform XT 2.0, ein Polyamidbasiertes karbonfaserverstärktes 3D-Druck-Verbundmaterial. Durch die Kombination von Lasersintern und Windform XT 2.0 entstand ein Hochleistungs-Mikrosatellit und Deployer mit den für die Raumfahrt erforderlichen Materialeigenschaften. Rund 83 Stunden nach dem Start von der ISS kamen die beiden TubeSats TANCREDO-1 und OSNSAT des TuPOD zum Einsatz. Der Satellit sendete vier Tage lang einen FM Morse Beacon und wurde nach Erfüllung seiner primären Mission beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zerstört.
MEHR ALS 100 3D-GEDRUCKTE KOMPONENTEN FÜR ORIONRAUMFAHRZEUG
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ank der erfolgreichen Zusammenarbeit von Stratasys, dem Produktions- und Dienstleistungsunternehmen Phoenix Analysis & Design Technologies, Inc. (PADT) und dem Raumfahrtunternehmen Lockheed Martin Space wird die Deep-Space-Raumsonde Orion bestückt mit 100 3D-gedruckten Produktionsteilen in den Weltraum aufbrechen. Das Projekt besteht aus sechs an der Außenseite des Raumschiffs angebrachten 3D-gedruckten Teilen, die zu einem Ring verbunden werden. Die Komponenten werden aus Hochleistungswerkstoffen wie ULTEM 9085 und einer Variante des neuen PEKKbasierten Materials Antero 800NA von Stratasys mit hervorragenden mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften im Additive Manufacturing Lab von Lockheed Martin hergestellt. „Durch die Kooperation mit PADT, Stratasys und NASA waren wir in der Lage hochkonstante 3D-Drucke herzustellen, die sowohl im Prototyping als auch in der Produktion eingesetzt werden“, so Brian Kaplun, Manager of Additive Manufacturing bei Lockheed Martin Space. „Wir fertigen nicht nur Bauteile, wir transformieren auch unsere Produktionsstrategie, um Raumschiffe kostengünstiger und schneller zu produzieren.“
3DCERAM ENTWICKELT 3D-DRUCKVER-FAHREN FÜR KERAMISCHE KERNE
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DCERAM-SINTO hat ein 3D-Druckverfahren zur Herstellung von komplexen, keramischen Gießkernen für Turbinenschaufeln entwickelt. Bislang war die die Fertigung von Gießkernen ein relativ abgeschotteter Markt mit wenig Innovationen. 3DCERAM ist der Auffassung, dass 3D-Keramikdrucktechnologie mithilfe eines flexibleren, leistungsstarken Ansatzes die Produktion für die Industrie optimieren kann.
Seit 2001 entwickelt 3DCERAM eine eigene Keramikmasse (CERAMAKER 900) für sein 3D-Drucksystem. Das Unternehmen hat speziell eine Reihe von Pasten und Suspensionen konzipiert, die optimale Druckergebnisse bei der Herstellung von Gießkernen gewährleisten. Auf diese Weise soll die Produktqualität der von herkömmlichen Fertigungsmethoden entsprechen.
FORMALLOY 3D-DRUCKT GROSSFORMATIGEN RAKETENDÜSEN-DEMONSTRATOR
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as Unternehmen Formalloy aus San Diego im US-Bundesstaat Kalifornien engagiert sich gemeinsam mit der NASA im Bereich Forschung und Entwicklung zur Skalierbarkeit von additiver Fertigung für hochwertige Großkomponenten. Die NASA führte Zugfestigkeits- und Qualitätsprüfungen von Mustern durch, die mit Formalloy 3D-Druckern der A-Serie hergestellt wurden. Das Resultat: Die Teile wiesen praktisch keine Materialporosität und ausreichende Zugfestigkeit auf. „NASA nutzt Formalloys Laserauftragschweißtechnologie für Entwicklungs- und Machbarkeitsstudien, um die Skalierbarkeit von additiver Fertigung für hochwertige Großbauteile zu untersuchen. Laserauftragschweiß wird als Alternative zur Pulverbetttechnologie für Schlüsselkomponenten wie Raketendüsen geprüft“, so Paul Gradl, NASA Propulsion Engineer. Kürzlich machte Formalloy mit einem im Rahmen der Kooperation mit der NASA entstandenen Raketendüsen-Demonstrator auf sich aufmerksam. Das branchenweit erste LMD-Verfahren mit Blauem Laser des kalifornischen Startups bietet eine kosteneffektive Lösung für den 3D-Druck sowie das Reparieren und Beschichten von Metallkomponenten.
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