Additive Fertigungsverfahren stoßen nicht nur im Maschinenbau auf großes Interesse. Aber noch besteht Ungewissheit, was sie wirklich zu leisten in der Lage sind. Ein VDI-Report will Orientierung bieten.
Als VW das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) beauftragte, extraleichte ergonomische Montagehocker zu entwickeln, nahmen sich in Stuttgart Steve Rommel und Raphael Geiger dieser Aufgabe an. Im Fahrzeuginnenraum wird im Sitzen gearbeitet, und nach jedem Montagevorgang müssen die Monteure ihre Hocker aus dem Auto heraus und ins nächste hineinheben – mehrere hundert Mal am Tag. Mithilfe generativer Fertigungsverfahren und hybridem Leichtbau gelang es den beiden IPA-Forschern, das Gewicht dieser Montagehocker um die Hälfte zu reduzieren: Minimales Gewicht bei maximaler Belastung – „generative Fertigungsverfahren ermöglichen uns ein Höchstmaß an Gestaltungsfreiheit. Da sich 3D-gedruckte Bauteile passgenau an weitere Werkstücke anpassen lassen, sind die Endprodukte zudem besonders stabil“, erläutert Rommel. Als Ausgangsmaterial verwendeten die Wissenschaftler Kunststoffpulver, welches sie mithilfe des Selektiven Lasersinterns (SLS) in Form brachten. Den hybriden Ansatz verwirklichten sie, indem sie ultraleichte Trägerelemente aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff integrierten.
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Das aktuelle Beispiel verdeutlicht, welches Potenzial in den additiven Fertigungsverfahren schlummert, das freilich gegenwärtig nur schwerlich in seiner Gesamtheit zu überblicken ist. In der Zusammenfassung ihres Buches „3D-Drucken“ nähert sich Springer Autorin Petra Fastermann ab Seite 115 der Diskussion von Zukunftsperspektiven denn auch mit Fragen: „Werden wir alle uns unsere Turnschuhe selbst drucken? Wird es jedem möglich sein, mit einem eigenen 3D-Drucker zu Hause funktionsfähige Waffen auszudrucken? Und wird damit 3D-Druck zu einer Gefahr statt einem Nutzen für die Menschheit? Was werden die nächsten großen Meilensteine in der 3D-Druck-Technologie sein?“
VDI legt Statusreport zum 3D-Druck vor
In dieser Situation voller Ungewissheiten darüber, was mit additiven Fertigungsverfahren einmal alles möglich sein wird, hat nun die VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) einen Bericht zu den Additiven Fertigungsverfahren und ihrem Potenzial für den Maschinenbau vorgelegt, der zur Orientierung beitragen will.
Dabei beschränkt sich der VDI-Statusreport „Additive Fertigungsverfahren“ nicht alleine auf technische Fragestellungen, sondern geht auch auf neue Geschäftsmodelle ein, die sich durch das Fertigungsverfahren entwickeln. Mit neuen Geschäftsmodellen ergeben sich neue rechtliche Fragen, insbesondere hinsichtlich des Haftungs- und Urheberrechts. Hier beschreibt der Statusreport, welche bestehenden rechtlichen Regelungen auf die additiven Fertigungsverfahren übertragbar sind, und wo aufgrund der höchst arbeitsteiligen Produktion, an der auch der Endverbraucher beteiligt sein kann, noch juristischer Klärungsbedarf besteht. Zudem geben die VDI-Autoren einen Überblick über den weltweiten Forschungs- und Entwicklungsstand.
Richtlinie in Vorbereitung
Eine weitere Herausforderung besteht laut Report darin, die Additiven Verfahren in die bestehenden Fertigungsprozesse sicher zu integrieren. Nur so könnten zusätzlich zu den konstruktiven auch wirtschaftliche Vorteile realisiert werden. Um die Vorteile des 3D-Drucks voll ausschöpfen zu können, ist es nach Ansicht der Autoren wichtig, dass Produktentwickler und Konstrukteure über die speziellen Eigenschaften der additiven Fertigungsverfahren Bescheid wissen. Da dies noch selten der Fall ist, will der VDI-Fachausschuss „Additive Manufacturing“ Anfang 2015 die Richtlinie VDI 3405 Blatt 3 veröffentlichen, die die Erkenntnisse dazu zusammenträgt.