VDMA: Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing gestaltet User Case Area der formnext 2017

VDMA/formnext

Mitgliedsunternehmen der VDMA-Arbeitsgemeinschaft zeigen Best-Practice-Anwendungen aus unterschiedlichen Branchen. Lösungen für Automobilbau, Luftfahrt, Produktionstechnik sowie Elektronik und Energieanlagenbau aus gedruckten Metallen, Kunststoffen und Keramik.

Über 30 Exponate, vom bionischen Motorhaubengelenk für Autos bis zum gedruckten Keramikschaufelrad und vom Leitschaufelsegment für Gasturbinen bis zum Getriebegehäuse für Helikopter, zeugen von der Vielfalt, mit der Additive Manufacturing mittlerweile im industriellen Einsatz ist.

Zu sehen sind sie vom 14. - 17. November 2017 in der User Case Area der Leitmesse formnext (Halle 3.0 Stand G73). Gestaltet wird diese von Mitgliedsunternehmen aus der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA.

„Wir unterstützen die formnext nicht nur als ideeller Träger, sondern werden ganz konkrete Beiträge dazu leisten, dass sich die Besucher einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik verschaffen können“, erklärt Rainer Gebhardt, der verantwortliche Projektleiter der Arbeitsgemeinschaft im VDMA. Der offenen Plattform haben sich seit Mitte 2014 mehr als 120 Mitglieder aus allen Bereichen der additiven Wertschöpfungskette angeschlossen. In Arbeitsgruppen treiben Anlagenbauer, Zulieferer, Materialhersteller, Automatisierungs- und Softwarespezialisten, Konstruktions- und Fertigungsdienstleister, industrielle Anwender und führende Forschungsinstitute gemeinsam die Industrialisierung additiver Verfahren voran.

 

Bionischer Leichtbau
In der User Case Area auf der formnext zeigen über ein Dutzend Mitgliedsunternehmen der Arbeitsgemeinschaft Best-Practice-Anwendungen aus Automobilbau, Luftfahrt, Werkzeug- und Energieanlagenbau, Handling- und Produktionstechnik sowie aus der Elektronik- und der Konsumgüterbranche. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf bionischem Leichtbau. Dabei orientieren sich Entwickler in simulationsgestützten Konstruktionsprozessen am Vorbild der Natur:

Knochen, Bäume und viele weitere Beispiele aus der Pflanzenwelt zeichnet ein fast ideales Verhältnis von Stabilität und Gewicht aus. Dafür sind die filigranen Strukturen meist nur dort besonders verstärkt, wo im Alltag die höchsten Lasten wirken. Dieses Prinzip ist im Zusammenspiel von modernen Simulationsmethoden und der additiven Schichtbauweise auf technische Bauteile übertragbar. In der User Case Area zeigen Unternehmen wie Altair, Concept Laser, das Laser Zentrum Nord, EDAG, die Hirschvogel Automotive Group und TRUMPF das enorme Potential des bionischen Leichtbaus unter anderem an Komponenten für Autos, Flugzeuge und Landmaschinen: Gelenke für Motorhauben, Schwenkhebel für Fahrwerke, gewichtoptimierte Verbindungsstücke oder auch Leichtbauschwingen.

Funktionsintegration und bauraumoptimiertes Design
Additive Manufacturing erlaubt es, solche Komponenten trotz optimierter Funktion um 40 bis 70 Prozent leichter zu bauen, als mit herkömmlichen Fertigungsmethoden. Daneben lassen sich in der schichtenden Bauweise beim Laserschmelzen von Metallen und Lasersintern von Kunststoffen sowie beim stereolithographischen Aufbau von Keramikstrukturen Bauräume optimal nutzen und neue Funktionen in Bauteile integrieren. Beispiele dafür werden in der User Case Area unter anderem die AG-Mitglieder Protolabs, Thaletec und Krause DiMaTec liefern:

Vom Getriebegehäuse für Helikopter über einem innen emailierten Chemiereaktor für Hochdruckanwendungen bis zu einer in einem Stück ausgedruckten Einspritzdüse für zwei unterschiedliche Medien. Daneben zeigt die Steinbach AG hoch präzise Strömungsrichter, Schaufelrädchen und Fluidreaktoren aus gedruckter Keramik. Das Potential von additiven Kunststoffverfahren werden Trinckle 3D und einige Maschinenbauer anhand mehrerer Anwendungen aus der Handhabungstechnik zeigen. Darunter Greifsysteme, deren Struktur zugleich als Pneumatikleitung dient oder gewichtoptimierte Saugschuhe mit innen verlaufenden Luftkanälen.

AM als Innovationstreiber für herkömmliche Fertigungsverfahren
Die Schichtbauweise erlaubt es auch, konturnahe Kanäle zur Temperierung und Kühlung in Druckgießformeinsätze oder Ambosse zu integrieren. Mit dieser konturnahen Temperierung (KnT) optimiert die Oskar Frech GmbH + Co. KG herkömmliche Gießereiprozesse. Die SMS group zeigt anhand eines additiv gefertigten Sprühkopfes, wie der industrielle 3D-Druck auch die Qualität und Taktzeiten in Warmumform- und Schmiedeprozessen verbessern kann. Der Leichtbau-Sprühkopf wird zur Reinigung und Schmierung der Gesenke eingesetzt und kann extrem feine, homogene Aerosole erzeugen. Da seine Düsen einzeln, zonenweise und auch zeitlich versetzt schaltbar sind, erreicht er auch in komplexen Gesenkformen jeden Winkel – und er kann dank des geringen Gewichts schnell und energieeffizient bewegt werden.

„Den Einsatz von additiv gefertigter Kühl- und Schmiertechnik zeigen in der User Case Area gleich mehrere Firmen“, erklärt Gebhardt. Es sei sehr erfreulich zu sehen, wie sich Maschinenbauunternehmen das Potential additiven Verfahren zunutze machen, um die Qualität etablierter Fertigungsverfahren zu steigern. „Additive Manufacturing erweist sich als Innovationstreiber, der den Maschinenbau auf vielen Gebieten voranbringt“, sagt er.

Werkzeugbauer, Gießereien und Schmieden nutzten das Potential zur Kühlung und Schmierung von Werkzeugen. Im Energieanlagenbau sei es Unternehmen wie MAN Turbo erst durch additive Verfahren möglich, komplexeste Turbinen-Geometrien mit vielfältigen Luftkanälen und variierenden Wandstärken zu fertigen. Und die Phoenix-Tochter PROTIQ zeige, wie sich die Qualität und Energieeffizienz von Härteprozessen steigern lasse, indem man die Form der dafür eingesetzten Kupferinduktoren in Magnetfeldsimulationen optimierte und diese dann im Laserschmelzprozess eins zu eins ausdrucke.

Weitere Best-Practice Beispiele der Elektronikmontage von Materialise, aus dem Bereich Schwingfestigkeitsprüfungen von MBFZ Toolcraft oder dem Getriebebau werden dazu beitragen, dass Besucher der User Case Area einen Eindruck von der Vielfalt bekommen, in der industrielle Anwender heute auf Additive Manufacturing setzen. „Mit der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA treiben wir die Industrialisierung der additiven Prozesswelt seit drei Jahren konsequent voran“, erklärt Gebhardt, „die formnext ist für uns eine hervorragende Gelegenheit, um Zwischenbilanz zu ziehen und der Fachwelt die Fortschritte unserer Mitgliedsunternehmen vorzustellen“. 

 

Termin: 14.-17. November 2017

Ort: User Case Area in Halle 3.0 Stand G73