Beitrag zur AF in IF14-4.

EuroMold 2014: Leitmesse der modernen Produktentwicklung präsentierte zukunftsorientierten Werkzeug- und Formenbau  

21. EuroMold - Leitmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung - Messegelände Frankfurt/Main - 25. – 28. November 2014

Messebericht von Eberhard Kübel

Über 1.000 Aussteller präsentierten in den Messehallen Frankfurt die neuesten Trends im Bereich Industrie 4.0. Das Zusammenspiel verschiedener Technologien stand im Fokus. Als internationaler Top-Event bot die EuroMold ihren Besuchern dabei nicht nur zahlreiche Produktneuheiten und Innovationen, sondern auch ein attraktives Rahmenprogramm mit Vorträgen, Foren, B2B-Meetings und vielem mehr.

Messeleiter Dr.-Ing. Eberhard Döring wies im Rahmen der Eröffnungspressekonferenz darauf hin, welche Potenziale entstehen, wenn neue und etablierte Technologien intelligent in die bestehende Prozesskette integriert werden und welche Synergieeffekte für alle Beteiligten entstehen. Er führt weiter aus: „In Zukunft werden Hersteller auch verstärkt in die Zukunftstechnologie Industrie 4.0 investieren. Die EuroMold 2014 zeigt u. a. diese cyber-physischen Systeme. Kleine Netzwerke mit Sensoren und Aktoren ausgestatteter Computer, die als sogenannte „Eingebettete Systeme“ in Materialien, Geräten und Maschinenteilen eingebaut und über das Internet miteinander verbunden werden“.

Antonius Köster

Inspiration - der Orthopädiegedanke ist nicht auf den ersten Blick ersichtlich. Das Korsett wurde als Machbarkeitsstudie für die OT-World in Leipzig gefertigt. Antonius Köster: „Mit 3D-Printing läßt sich nicht nur die „alte“ Form kopieren, sondern auch mehr Intelligenz im Design umsetzen. In Zukunft möchten wir Orthesen, die verstellbar sind oder mitwachsen gestalten.“ Foto: InnoFoek2014

Prof. Dr.-Ing. Dirk Landgrebe, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), unterstrich die Bedeutung der EuroMold als Innovationstreiber und ihre Relevanz für den Bereich der Forschung & Entwicklung. Die Ausnutzung der konstruktiven Möglichkeiten der Produktionstechnologien der additiven Fertigung verändern die Anforderungen

an die Entwickler und Konstrukteure. Nur wenn sie ihre Systematik der Konstruktion ändern, können die Bauteile optimal dimensioniert werden. Da in den meisten Unternehmen aber solche Konstrukteure fehlen, die diese neue Konstruktionssystematik beherrschen, gehen immer mehr Unternehmen aus dem Bereich der additiven Fertigung dazu über, ihren Kunden nicht nur den Verkauf von Geräten oder die Herstellung der konstruierten Bauteile anzubieten. Vielmehr bieten sie Ihren Kunden auch eine Beratung zur fertigungsgerechten Konstruktion an. Beispiele hierfür sind FIT und Antonius Köster. „Indem wir unseren Kunden unsere jahrelange Erfahrung, unser Know-how und unsere Technologie zugänglich machen, erlauben wir ihnen einen schnellen und risikoarmen Zugang zur additiven Fertigung und sich nicht auf die Herstellsysteme, sondern sich auf die Produktentwicklung zu fokussieren”, so z. B. Carl Fruth, Geschäftsführer der FIT Additiv Manufacturing Group, Parsberg.

Streamliner

Der Streamliner hat eine nurflüglerähnliche Geometrie, jedoch werden durch die spezielle Bauweise wesentliche Nachteile von Nurflüglern für die Passagiere vermieden Quelle: www.johannes-rojahn.com

Aber nicht nur das Herstellen von Objekten mit den Verfahren der additiven Fertigung wird weiter entwickelt. Auch für die Überführung von 3D-Modellen in die CAD-Konstruktion: Sie wird mit Reverse-Engineering Software möglich. Natürlich macht auch die Verbesserung der Eigenschaften der Materialien für den 3D-Druck Fortschritte, so meldet z. B. Alphacam, Schorndorf: „Drucken Sie jetzt FDM Nylon 12 (PA12) belastbare Polyamid-Teile für anspruchsvolle Aufgaben. FDM Nylon 12 (PA 12) ist ein strapazierfähiges und in der Fertigung beliebtes Polyamid. Mit der FDM-Technologie von Stratasys sind Sie nun in der Lage, Polyamid-Bauteile im 3D-Druck herzustellen, die einen hohen Ermüdungswiderstand sowie höchste Schlagfestigkeit und eine ausgezeichnete Bruchdehnung aufweisen. [...] Die mit FORTUS-Anlagen gefertigten Nylon 12-Teile gelten als äußerst robust und weisen im Vergleich zu anderen additiven Fertigungsverfahren eine erkennbar bessere Bruchdehnung (30%) und eine herausragende Ermüdungsfestigkeit auf. FDM Nylon 12 bietet die beste Verbindung der Schichten untereinander und höchste Schlagfestigkeit aller FDM-Thermoplaste sowie eine sehr gute chemische Beständigkeit. Die Bauteile sind außerdem wasser- und luftdicht, das Stützmaterial ist auswaschbar.” Auch die Größenbeschränkungen für den 3D-Druck schwinden immer mehr. So wurde von BigRep ein 3DDrucker für große Größen vorgestellt. U. a. wurde BigRep One.2 gezeigt, mit dem Objekte in den Abmessungen 1.100 x 1.067 x 1.097 mm gedruckt werden können. In den nächsten Jahren sind noch weitere umfangreiche Angebote zu erwarten. Denn „dann laufen die Patente für den beheizten Innenraum aus. Jetzt ist dessen Nutzung noch auf die Patentinhaber und Lizenznehmer beschränkt,” erklärt Thomas Pflug, bisher Geschäftsführer und zukünftig Vorsitzender der NC-Gesellschaft, Ulm.

Doch nicht nur Werkzeugbau und additive Fertigung füllten die Stände auf der EuroMold. Auch Zukunftvisionen wollen Besucher natürlich sehen. Dazu gehören Designstudien, wie sie z. B. von Johannes Rojahn gezeigt wurden (Bild).

Additive Fertigung ist auf dem Weg in den Weltraum

Space Rover

Space Rover mit Rädern aus additiver Fertigung - Foto: ©Innofoek2014

Ein Traum der mit den Systemen der bemannten Raumfahrt befassten Planer ist, dass fehlende Ersatzteile z. B. auf der internationalen Raumstation ISS nicht von der Erde mit dem nächsten Transporter gebracht werden müssen, sondern dass solche Ersatzteile mit Verfahren der additiven Fertigung vor Ort hergestellt werden können.

Seit Mitte November 2014 ist man diesem Traum ein Stück näher gekommen. Mit dem Transporter wurde ein 3D-Drucker zur ISS gebracht1. „Die Betriebstests wurden aufgenommen. Nun druckte das Gerät sein erstes

„Die 3D-Drucktechnologie hat enormes Potenzial für den Bereich der Raumfahrttechnologie,“ so die Einschätzung der entwickelnden Unternehmen in ihrer Pressemitteilung, “ so dass es zukünftig wohl möglich sein wird, ganze Satellitenstrukturen im 3D-Druck zu erstellen. Baugruppen, die heute noch getrennt gefertigt werden, beispielsweise Kabelbäume, Reflektoren oder Heizrohre, können dann direkt in die Strukturelemente integriert werden.“

Objekt im Kosmos, berichtet die NASA. Als das erste von einem 3D-Drucker gedruckte Objekt im Weltall druckte das Gerät ein Teil von sich selbst und pflasterte damit den Weg zu einer langfristig ausgerichteten Forschungsreihe zum Einsatz der 3D-Drucker im Weltraum. Das Signal für den ersten überirdischen 3D-Druck kam übrigens von der Kommandostation der NASA selbst, die das Gerät vom Basislager aus fernsteuern können.”

Zum anderen sind auf der Erde mit Verfahren der additiven Fertigung hergestellte Teile im Weltraumeinsatz oder zumindest in der Vorbereitung. SLM Solutions aus Lübeck, führender Anbieter metallbasierter additiver Fertigungstechnologie, zeigte auf der EuroMold einen Space Rover, für den von SLM die Räder gefertigt wurden. „Die Fertigung weiterer Komponenten, die auch für eine Optimierung mit additiver Fertigung durch uns in Frage kamen, war nicht gewünscht,” erklärte ein Mitarbeiter von SLM.

 Die Neuentwicklung eines Antennenträgers für einen Erdbeobachtungssatelliten war eines der Highlights auf der Messe, das den Erfolg einer Zusammenarbeit belegt und beispielhaft aufzeigt, wie Konstruktion und Entwicklung das wahre Potenzial der Additiven Fertigung ausschöpfen, wenn Sie neue Wege gehen. Im Rahmen des Pilotprojektes kooperierten die Unternehmen RUAG, Altair und EOS bei der Neuentwicklung eines Antennenteils für den Satelliten Sentinel 1 und entwickelten eine überarbeitete Halterung, die für die Herstellung im industriellen 3D-Druckverfahren optimiert wurde. Ziel war es, das neue Aluminium-Bauteil bei gleicher Festigkeit deutlich leichter zu machen und die Gestaltungsfreiheit, die das Additive Fertigungsverfahren bietet, bestmöglich auszunutzen. Im Ergebnis ist das fertig gestellte Bauteil beinahe nur halb so schwer wie das bisherige und gleichzeitig wesentlich steifer. Vor allem die Gewichtsersparnis ist in der Raumfahrt ein entscheidender Faktor, denn je leichter ein Satellit ist, umso kostengünstiger kann er ins All gebracht werden.

„Die 3D-Drucktechnologie hat enormes Potenzial für den Bereich der Raumfahrttechnologie,“ so die Einschätzung der entwickelnden Unternehmen in ihrer Pressemitteilung, “ so dass es zukünftig wohl möglich sein wird, ganze Satellitenstrukturen im 3D-Druck zu erstellen. Baugruppen, die heute noch getrennt gefertigt werden, beispielsweise Kabelbäume, Reflektoren oder Heizrohre, können dann direkt in die Strukturelemente integriert werden.“

  • Eberhard Kübel