"Das Ziel sind durchgängige Daten- und Prozessketten"

Siemens

Interview mit Dr. Karsten Heuser, Vice President for Additive Manufacturing in der Erlangener Siemens Division Digital Factory.

Die Siemens AG fokussiert ihre Forschung auf ein Dutzend Kern-Technologien. Additive Manufacturing (AM) gehört dazu. Die Vielfalt der Anwendungen steigt stetig. Daneben ist Siemens Lösungsanbieter für AM-Software und -Automatisierung. Dr. Karsten Heuser, Vice President for Additive Manufacturing in der Erlangener Siemens Division Digital Factory, ist für diese Aktivitäten verantwortlich. Seit April 2018 gehört er zum Vorstand der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA. Im Interview spricht er über seine Ziele als Vorstand, über die technologische Weiterentwicklung der AM-Branche und über deren Rolle im Jahr 2030.

Welchen Stellenwert hat Additive Manufacturing (AM) für den Global Player Siemens?
Dr. Karsten Heuser:
Unser Technikvorstand Roland Busch hat im Mai 2017 ein Dutzend Kern-Technologiefelder benannt, auf die sich unsere Forschung künftig konzentriert. Eines davon ist Additive Manufacturing. Das zeigt den hohen Stellenwert, den wir der Technologie beimessen. Wir haben über ein Jahrzehnt Erfahrung als Anwender, haben fast 60 industrielle AM-Anlagen in Betrieb - und sind selbst Lösungsanbieter für Software, Automatisierung und Digitalisierung. Die Rollen als Anwender und Lösungsentwickler ergänzen sich bestens: Wir erhalten von den Anwendern Prozessanforderungen und wertvolle Erfahrungswerte aus dem Anlagenbetrieb, auf deren Basis wir unsere Software- und Automatisierungslösungen optimieren können.

Welchen Teil der AM-Wertschöpfungskette deckt Ihre Division Digital Factory genau ab?
Heuser:
Wir bieten Lösungen für AM-Anlagenbauer und Anwender: Angefangen von Software für Design, Simulation und Optimierung der Bauteile, über Steuerungen für AM-Anlagen und AM-Fabriken bis hin zu Automatisierungs- und Antriebslösungen entlang der AM-Prozesskette.  Hinzu kommen Value-Add-Dienstleistungen, seien es Cloud- und IoT-Lösungen basierend auf unserem offenen, cloudbasierten Betriebssystem MindSphere, Beratungsdienstleistungen oder unsere neue Plattform „Additive Manufacturing Network“. Die Plattform bietet Know-how, digitale Werkzeuge und Produktionskapazität auf Abruf und auf ihr lässt sich die Beschaffung von AM-Bauteilen digital abwickeln.

Wo sehen Sie die größten Hürden auf dem Weg zum industriellen Serienverfahren?
Heuser:
Additive Serienfertigung ist bei uns für erste Anwendungen Realität. So haben etwa die Kollegen von Power Generation Services AM-Kapazitäten für rund 1.000 Gasturbinenbrenner installiert. Das bietet uns die Chance, die Wertschöpfungskette zu analysieren, um Hürden und Brüche im Gesamtprozess zu identifizieren. Der Druckprozess ist ja nur ein Abschnitt. Noch gibt es keine bruchlose Datenkette vom Entwurf bis zur simulationsgestützt optimierten, druckreifen Konstruktion. Und beim Pulverhandling, in Nachbehandlung, Finishing und Qualitätskontrollen ist Handarbeit verbreitet. Die Integration dieser Prozessschritte in einen durchgängigen Betrieb ist eine Hürde. Wir haben solche durchgängigen Prozessketten zwar schon realisiert, doch ist es eine Herausforderung, dies im Fertigungsalltag wirtschaftlich umzusetzen. Eine Hürde ist auch die Aus- und Fortbildung der Konstrukteure. Wer stets für subtraktive Verfahren konstruiert hat, muss lernen, das Potential additiver Schichtbauverfahren auszuschöpfen. Das Umdenken hin zu bionischen Gitternetzstrukturen und Finite-Elemente-Simulationen braucht Zeit. Hürden sehe ich auch in der Softwarekette. Noch sind Tools und Datenformate heterogen. Sie müssen exportieren, neue Datenformate importieren, teils gar Daten per USB-Stick in Anlagen einlesen. Diese Brüche gehen zulasten der Datenqualität, der Nachverfolgbarkeit und sie schränken die Möglichkeit ein, Prozesse komplett zu simulieren und die Erkenntnisse sofort in die Konstruktion zu übernehmen. Hier setzen unsere Lösungen an: Ziel ist es, die gestückelte Prozesskette in integrierte Linien zu überführen, damit Anwender die Designmöglichkeiten der im Kern digitalen Technologie voll ausschöpfen können.

Von den Verfahren, Materialien und Anwendungen her ist Additive Manufacturing sehr heterogen. Gibt es mit Blick auf die Automatisierung dennoch gemeinsame Nenner?
Heuser:
Diese Vielfalt ist herausfordernd. Doch mit Blick auf die Automatisierung gibt es eine Reihe übertragbarer Kernbereiche: Die Steuerung von komplexem Mehrachsbetrieb für das Zusammenspiel von additivem Materialaufbau und Robotik. Oder das Synchronisieren von AM-Prozess und Antriebstechnik sind klassische Themen, für die es etablierte Lösungen aus der Fabrikautomation und Maschinensteuerung gibt. Die Prozesskontrolle muss natürlich von Fall zu Fall angepasst werden. Doch wenn es darum geht, verschiedene AM-Verfahren in Fabriken zu integrieren und zu automatisierten Gesamtketten zu verknüpfen, können wir auf vielfältige Erfahrungen und Lösungen aus der Prozessautomation und diskreten Fertigung zurückgreifen.

Wie stellen Sie sich die typische AM-Prozesskette im Jahr 2030 vor – und wer nutzt sie?
Heuser:
Es wird flächendeckend ein Nebeneinander additiver und konventioneller Verfahren geben. Additive Verfahren sind oft eine hervorragende Ergänzung. Ich gehe davon aus, dass die Digitalisierung bis 2030 so weit fortgeschritten ist, dass digital vernetzte, örtlich getrennte Prozessketten entstehen: Spezialisierte Druck- und Nachbearbeitungszentren bilden verteilte Produktionsnetzwerke. Im Ersatzteilgeschäft wird es Standard sein, AM dort zu betreiben, wo Teile akut benötigt werden. Dafür wird es Geschäftsmodelle geben, in denen Unternehmen 3D-Designs verkaufen. Per Blockchain- und Verschlüsselungstechnik wird die Zahl der Ausdrucke reguliert und jegliche Design-Veränderung oder Raubkopie unterbunden. AM wird also komplett in unsere Fertigungslandschaft integriert sein.

Sie wurden jüngst in den Vorstand der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA gewählt. Gibt es konkrete Themen oder Ziele, die Sie vorantreiben möchten?
Heuser:
Ich denke, dass Additive Manufacturing für viele Firmen relevant ist, die bisher noch keinen Zugang gefunden haben. Die Arbeitsgemeinschaft bietet ihnen eine gute Möglichkeit, über Best-Practice-Sharing, Arbeitstreffen und den Austausch im Netzwerk schnell in diesem Technologiefeld Fuß zu fassen. Dazu möchte ich meinen Teil beitragen und dafür auch unser großes Netzwerk einbringen. Auch der Austausch über standardisierte Datenformate und den Aufbau integrierter Prozessketten ist mir ein Anliegen. Ich möchte in meiner Vorstandszeit noch weitere industrielle Partner für das Potential additiver Verfahren und für die Zusammenarbeit in der Arbeitsgemeinschaft begeistern. Bei Siemens wissen wir um den Wert starker Netzwerke!

 

Siemens investiert in neue 3D-Druck-Fabrik in Großbritannien

Siemens investiert 30 Millionen EUR in eine neue, hochmoderne Produktionsstätte für Materials Solutions Ltd., dem Spezialisten für die Additive Fertigung. Die Eröffnung im britischen Worcester ist für September 2018 geplant. Damit wird sich die Kapazität des Unternehmens auf 50 AM-Anlagen verdoppeln. Dabei sollen über 50 neue Arbeitsplätze in Worcester entstehen. Die Investition ist Teil der Siemens-Strategie zum Auf- und Ausbau eines globalen Geschäftes mit Dienstleistungen im Bereich der Additiven Fertigung für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Automobilindustrie sowie weitere Branchen. Das neue Werk setzt vollständig auf Siemens Digital Enterprise-Lösungen aus einem integrierten durchgängigen Portfolio softwarebasierter Systeme und Automatisierungs-komponenten. Damit können alle denkbaren Anforderungen entlang der industriellen Wertschöpfungskette abgedeckt werden. Das Werk nutzt damit bereits das Potenzial, das sich durch die Digitalisierung eröffnet.

„Die Additive Fertigung ist eine wichtige Säule unserer Digitalisierungsstrategie“, sagte Willi Meixner, CEO der Siemens Power and Gas Division. Die Investition sei der nächste Schritt, um die Industrialisierung der jungen Technologie weiter voranzutreiben. „Wir gehen damit konsequent auf dem Weg der vierten industriellen Revolution voran", ergänzte er.

Siemens hatte im Jahr 2016 eine Mehrheitsbeteiligung an Materials Solutions Ltd. erworben. Diese ist laut Siemens Vorreiter bei der Anwendung des sogenannten selektiven Laserschmelzens (Selective Laser Melting - SLM), mit dem sie Hochleistungsteile aus Metall, vorzugsweise aus Hochtemperatur-Superlegierungen, herstellt.

Ähnliche Artikel