Vom additiven Design zur additiven Produktion

Die additive Fertigung (AM) ist auf dem Sprung zur industriellen Serienreife. Erste Anwender in der Luftfahrt, Medizintechnik und Automobilindustrie haben die Technologie qualifiziert und befinden sich im Anlauf ihrer additiven Produktion.

Die Vorteile der additiven Fertigung liegen auf der Hand: Auf Grund der werkzeuglosen Fertigung lassen sich Bauteile in kleinen Losen und mit komplexen Geometrien herstellen. Damit die Anwendung additiver Technologien einen wirtschaftlichen und qualitativen Vorsprung liefert, müssen die geometrischen Freiheiten und Restriktionen der Technologie von Anfang an in der Konstruktion berücksichtigt werden.  Ein Beispiel hierfür ist die Integration komplexer, am Vorbild der Natur orientierter Strukturen (Bionik) in ein Bauteil. Gewichtsersparnis erreicht man in dem Folgeprozess der Topologieoptimierung durch eine fertigungsgerechte Nachgestaltung. Hierbei werden unter Anwendung bionischer Gestaltungsformen (wie dem Mattheck-Baum-Radius) nicht nur die Materialeffizienz gesteigert, sondern auch die Fertigung so optimiert, dass die Herstellungskosten bis zu 35 Prozent reduziert werden können.

Bei der Konstruktion solcher bionischen Designs stoßen herkömmliche Konstruktionstools und Design-Prozesse an ihre Grenzen.  Um die Konstruktion und Fertigungsvorbereitung bei der Erzeugung additiver Bauteile zu unterstützen, steht daher eine neuartige Prozesskette mit unterschiedlichen Softwaretools zur Verfügung.

In den meisten Unternehmen ist die größte Hürde für die Einführung additiver Technologien das Umdenken und die Aneignung neuer Kompetenzen, insbesondere in der Konstruktion und Produktentwicklung. Durch unsere Einblicke in die Arbeit mit führenden Kunden und der Erfahrung von über 1.500 geschulten Teilnehmern, müssen erst neue Technologie- und Softwarekompetenzen erlangt werden, um den Mehrwert additiver Fertigung voll auszuschöpfen.

Die CENIT AG und das Fraunhofer IAPT in Hamburg haben sich zusammengeschlossen, um die Wissenslücke in der additiven Fertigung zu schließen und ein gemeinsames Schulungsprogramm anzubieten. Durch den Zusammenschluss von Expertenwissen in den Bereichen AM-Software und AM-Technologie entsteht eine umfassende Kundenlösung für die Schulung von Ingenieuren in der additiven Fertigung. Beginnend mit der Basisschulung 3DEXP14 können sich Einsteiger bezüglich der Auswahl geeigneter Bauteile, Softwaretools und anwendbarer Technologien orientieren. Fortgeschrittene Anwender können in mehreren Modulen erlernen, wie sich komplexe, bionische Strukturen auslegen lassen oder wie die additive Prozesssimulation angewendet werden kann.

Wir freuen uns darauf zusammen mit der CENIT AG unseren Kunden die additive Produktion zugänglich zu machen.

Additiv gefertigter Wärmetauscher ©Fraunhofer IAPT

Bionisch optimierter und additiv gefertigter Wärmetauscher für eine Laserdiode

Additiv gefertigtes Bracket der Airbus Operations GmbH ©Fraunhofer IAPT

Bionisch optimierte und additiv gefertigte Halterung

Die Abbildung 1 zeigt einen Wärmetauscher, der in  Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg Harburg und Lightworks GmbH in dem BMWi geförderten Projekt Laserschein ©Fraunhofer IAPT erarbeitet wurde. Abbildung 2 zeigt eine bionisch optimierte Halterung, die während der Zusammenarbeit von Airbus Operations GmbH und dem Fraunhofer IAPT ©Fraunhofer IAPT entstand.