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19.12.2017 | Additive Fertigung | Im Fokus | Onlineartikel

Additive Fertigung in den Startlöchern

Autor:
Stefan Schlott

Um die additive Fertigungstechnik richtig zu nutzen, muss die Konstruktion neu gedacht werden. Nur so lassen sich die Effizienzpotenziale der Innovationen freisetzen.

Für Norbert Babel und Peter Patzelt gleicht die additive Fertigung einer Revolution. In ihrem Beitrag Quo vadis additive Fertigung? für die Ausgabe 4/2017 von Lightweight Design begründen sie diese Einschätzung damit, dass die Wertschöpfungskette erstmals seit Henry Ford umgedreht werden könne: "Das bedeutet, dass die individuellen Wünsche und Bedürfnisse des Kunden und deren Realisierung von Anfang an im Vordergrund der Entwicklungs- und Produktionskette stehen und nicht, wie bisher, die überwiegend von der Industrie vorgegebenen, generierten Trends", so die Autoren.

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01.09.2017 | Spezial | Ausgabe 9/2017

Wie die additive Fertigung die Welt der Produktion verändert

Massenmedien widmen ihre Aufmerksamkeit nur wenigen, bestimmten Projekten zur additiven Fertigung. Der Anlagenhersteller Stratasys stellt Bereiche vor, auf die die Technologie einen wichtigeren und umfassenderen Einfluss hat.


In diesem Zusammenhang nutzen Babel und Patzelt einen Ausdruck, der bislang als Widerspruch in sich galt: Die individualisierte Massenproduktion von Konsumgütern. Dazu sei es jedoch erforderlich, dass nicht nur in der Produktion, sondern vor allem bei den Produktentwicklern ein "additives Denken" vorhanden ist, um die neuen Designfreiheiten richtig zu nutzen und einen Mehrwert zu kreieren.

Individualisierte Massenproduktion wird Realität

Dass es sich dabei um keine Zukunftsmusik mehr handelt, zeigen die Autoren am Beispiel des japanischen Automobilherstellers Daihatsu. Dieser bietet sein Modell Copen Robe Roadster mit individualisierbarem Design an: Mithilfe des Fused Deposition Modeling (FDM) von Stratasys können die sogenannten Effect Skins für Frontschürze und Emblem des Daihatsu Copen additiv hergestellt werden.

Bei den Anwendungen in der Fertigung unterscheidet Andy Middleton in seinem Aufsatz Wie die additive Fertigung die Welt der Produktion verändert für die ATZ 9/2017 zwei Bereich, für die er eine deutliche Zunahme des Einsatzes der additiven Fertigung erwartet. Dabei handelt es sich um das sogenannte Augmented Manufacturing und das Alternative Manufacturing. Aus wirtschaftlicher Sicht sind dies nach Ansicht des Autors die Bereiche, für die die additive Fertigung eine durchschlagende Veränderung bringt und das Konzept der Fabrik der Zukunft verkörpert. Dies gelte nicht nur für einzelne Unternehmen, sondern für die Fertigungsbranche insgesamt, und führe zu einem positiven Knock-on-Effekt, der das Potenzial besitzt, sich auf ganze Volkswirtschaften auszuwirken. 

Auch der Werkzeug- und Betriebsmittelbau kann profitieren

Der Unterschied zwischen beiden Bereichen liegt in der Zielgruppe. Während beim Augmented Manufacturing die additive Fertigung von Werkzeugen, Betriebsmitteln und Vorrichtungen gemeint ist, dient das Alternative Manufacturing der additiven Fertigung von Endprodukten.

Diese Endprodukte können nicht nur individuell, sondern zusätzlich auch gewichtsoptimiert produziert werden. Darauf weisen Christoph Jürgenhake, Harald Anacker und Rinje Brandis in ihrem Beitrag Gewichtsoptimierung durch Kollaboration im digitalen Entwicklungsnetzwerk für die ATZ 9/2017 hin. Der Grund dafür liegt den Autoren zufolge in der Technik der additiven Fertigung selbst begründet. Vor allem bionische Strukturen lassen sich durch den schicht- oder punktweisen Aufbau von Werkstücken deutlich einfacher realisieren, als in der spanenden oder urformenden Fertigung, die mit den feinsten Verästelungen oft nicht zurechtkommt.

Als Beispiel dafür nennen die Autoren einen Anlenkhebel für den Maschinenbau. Dieser sei bei vergleichbaren Kosten um 30 Prozent leichter herstellbar. Allerdings geben die Autoren auch zu bedenken, dass gerade im Maschinenbau die Hemmschwelle zum Einsatz solcher gedruckten Strukturbauteile noch sehr hoch sei. Dies liege häufig am fehlenden Vertrauen der beteiligten Ingenieure in aus Pulvern hergestellte belastete Bauteile und dem unzureichenden Wissen über Technologien, Eigenschaften und (Topologie-)Optimierungspotenzialen.

Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0

Für Eric Klemp und Jens Pottebaum geht der Nutzen der additiven Fertigung sogar noch weiter. In ihrem Kapitel Additive Fertigungsverfahren im Kontext von Industrie 4.0 für Band 3 des Handbuchs Industrie 4.0 bezeichnen sie die additiven Fertigungsverfahren als Schlüsseltechnologie, die die Evolutionen durch Industrie 4.0 unmittelbar zur Anwendung bringen könne. Der Begriff des Digital Direct Manufacturing deutet dabei den Autoren zufolge auch darauf hin, dass die Verfahren auf einer vollständig digitalen Prozesskette aufbauen. Sie seien dadurch prädestiniert, die Chancen und Möglichkeiten von Industrie 4.0 auszuschöpfen: Das Internet der Dinge und Dienste im Sinne von cyber-physischen Systemen und die damit einhergehenden Auswirkungen könnten so zur Herstellung von smarten Produkten genutzt werden.

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