„Additive Manufacturing ist eine Disruptive Technologie.“

BASF

Dr. Alba Mena Subiranas, Vice President Maintenance & Reliability Solutions bei BASF SE in Ludwigshafen, erklärt im Interview, wofür ihr Bereich Additive Manufacturing einsetzt und wie sie sich die Additive Fertigung im Jahr 2030 vorstellt.

Würden Sie Ihre Abteilung Maintenance & Reliability Solutions bitte kurz vorstellen?

Dr. Alba Mena Subiranas: Gern. Wir unterstützen als interne, technische Funktionseinheit mit 250 Mitarbeitern hier in Ludwigshafen sowie mit regionalen Teams weltweit die verschiedenen Geschäfts- und Forschungseinheiten von BASF. Für diese Bereiche bieten wie Dienstleistungen und gemeinsam entwickelte Systemlösungen an, um die Verfügbarkeit und Effizienz unserer Anlagen, chemischen Verfahren und Instandhaltungsprozesse zu optimieren.

Welche Rolle spielt Additive Manufacturing (AM) in Ihrem Verantwortungsbereich?

Mena Subiranas: Wir sind eine technische Querschnittsfunktion und nutzen in erster Linie additive Metallverfahren, um komplexe Komponenten oder Prototypen in geringer Stückzahl zu fertigen. Unser Ziel ist es, die neuen Designfreiheiten der additiven Fertigung für die funktionale Optimierung von Bauteilen zu nutzen – und damit die chemischen Verfahren und Prozesse zu verbessen, in denen sie zum Einsatz kommen. Dabei setzen wir additive Verfahren lediglich dort ein, wo wirklich Mehrwert gegenüber konventionellen Fertigungsverfahren zu erwarten ist, über die wir als der Technical Expertise bei BASF hier in Ludwigshafen ebenfalls verfügen. Im Additive Manufacturing geht es eher um individuelle Sonderlösungen in ein- oder niedrigen zweistelligen Stückzahlen.

Welche Vorteile und Mehrwerte erzielen Sie mithilfe additiver Technologien?

Mena Subiranas: Beispielsweise nutzen wir die neu gewonnenen geometrischen Freiheiten, um Mischprobleme in der Verfahrenstechnik durch neuartige Innengestaltung von Düsen zu lösen oder um gezielt dort Kühlstrukturen in Bauteile zu integrieren, wo es im Prozess zu besonders hoher thermischer Belastung kommt. Die Designs entstehen in Zusammenarbeit zwischen unseren Technologie- und Forschungseinheiten, welche die Verfahren und Prozesse sehr genau kennen, und meinem Team, das unser AM-Knowhow beisteuert. In diesem Dreieck suchen wir nach Ansätzen, die Mehrwerte versprechen – und arbeiten uns dann iterativ zu der optimalen Lösung vor. Wir nutzen dabei das Selektive Laserschmelzen (SLM) und Laser Metal Deposition (LMD) in Verbindung mit konventionellen Finishing-Verfahren, mit denen wir die erforderliche Oberflächengüte jeweils gezielt einstellen. Neben additiven und konventionellen Verfahren haben wir die komplette Wertschöpfungskette im Haus, was sehr von Vorteil ist. Denn man muss in der AM-Anwendung zunächst ein Gespür dafür entwickeln, wie etwa das Bauteildesign den Nachbearbeitungsaufwand beeinflusst und wie Stützstrukturen ausgelegt werden sollten, damit man sie nachher gut entfernen kann. Zudem profitieren wir sehr davon, dass wir die komplette Kette vom Design über die Simulation und Werkstofftechnik bis hin zur eigenen Anlagenüberwachung im Haus haben, da bei dieser jungen Technologie noch einiges an Entwicklungsarbeit und Qualifizierung zu leisten ist. Teils hilft im Additive Manufacturing auch Learning-by-doing. Weil bei uns die Informationen zwischen allen Beteiligten gut fließen, lernen wir schnell dazu.

Inwieweit gibt es Synergien mit der Materialsparte BASF 3D Printing Solutions, die neuerdings auch Filamente für den Metalldruck anbietet?

Mena Subiranas: Das ist eine Tochtergesellschaft von BASF, die Materialien vor allem für den Kunststoffbereich anbietet – und sich daher an externe Kunden richtet. So gesehen sind wir in unterschiedlichen Welten unterwegs. Doch natürlich kooperieren wir – und unterstützen uns gegenseitig in Projekten.

Welches Potential trauen Sie AM zu – gerade vor dem Hintergrund der fortschreitenden Automatisierung und Vernetzung der Prozessketten?

Mena Subiranas: Das wirkliche Potenzial ist aktuell noch nicht absehbar. AM ist eine disruptive Technologie. Der Bedarf an unseren additiv gefertigten Bauteilen steigt schnell. Letztes Jahr lag er noch im dreistelligen Stückzahlbereich. 2019 wird er sicher vierstellig werden. Interessant für BASF wird unter anderem, wie schnell sich AM bei Zulieferern von Bauteilen und Equipment durchsetzen wird. Außerdem wird das Thema Hybridmaterialien sehr spannend. In vielen Fällen hätte es große Vorteile, verschiedene Materialien in einem Prozess drucken zu können – etwa um funktionale Oberflächen mit sehr hochwertigen Materialien nur gezielt dort einzubringen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Das gehen wir momentan im LMD-Verfahren an, weil es große Kostenvorteile verspricht.

Wie stellen Sie sich die typische AM-Prozesskette im Jahr 2030 vor?

Mena Subiranas: Unsere interne Prozesskette wird weiterhin aus Konstruktion, Simulation, dem additiven Prozess, Finishing, Qualitätskontrolle und Freigabe bestehen. Veränderungen erwarte ich in den Lieferketten von externen Lieferanten zu BASF. Hierfür bedarf es klarer Qualitätsvereinbarungen. Noch fehlen hierfür Regelwerke, Normen und Standards. Aus der technologischen Perspektive sehen wir schon heute den Trend zu größeren Bauräumen, schnelleren Bauprozessen, professionellerem Pulverhandling und Automatisierung in der Nachbearbeitung, wo diese sinnvoll ist. Angesichts der geringen Stückzahlen und individuellen Sonderteile ist eine automatisierte Nachbearbeitung für uns allerdings nicht wirklich relevant.

Abschlussfrage: Mit welchen Zielen haben Sie sich der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA angeschlossen?

Mena Subiranas: Einerseits geht es uns um den Austausch mit allen Beteiligten entlang der AM-Prozessketten. Dafür ist die Arbeitsgemeinschaft eine gute Adresse, weil hier die ganze Bandbreite der Akteure vertreten ist. Andererseits ist für uns als Anlagenbauer das Thema der Normung und Standardisierung sehr wichtig. Wir beteiligen uns aktiv am DIN Gemeinschafts-Arbeitsausschuss „AM gefertigte Bauteile unter der Druckgeräterichtlinie“ und dem Arbeitskreis „Additive Fertigung für Druckgeräte“, um ein international gültiges Regelwerk zu erarbeiten und zu etablieren. Das ist nötig, damit wir das Potenzial additiver Verfahren im Gültigkeitsbereich der Druckgeräterichtlinie heben können.