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Fertigungsverfahren auf der EMO Hannover 2017

Additive Technologie oder klassische Werkzeugmaschine?

| Autor / Redakteur: Walter Frick / Andrea Gillhuber

Die Tage der klassischen Werkzeugmaschine sind nicht gezählt. Neben der klassischen Werkzeugmaschine zeigt die EMO Hannover auch alternative Fertigungsverfahren.
Die Tage der klassischen Werkzeugmaschine sind nicht gezählt. Neben der klassischen Werkzeugmaschine zeigt die EMO Hannover auch alternative Fertigungsverfahren. (Bild: Fit AG)

Alle Welt redet von 3D-Druck, additiver Fertigung und generativen Schichtbautechnologien. Doch die klassische Werkzeugmaschine hat noch lange nicht ausgedient. Die EMO Hannover zeigt die gesamte Palette der Fertigungstechnik - inklusive alternativer Verfahren.

Sein Anliegen, „Kompetenzen im Bereich Schichttechnologien in die Produktfertigung zu übertragen“, hat Carl Fruth mittlerweile längst erreicht: Im Rahmen eines Technologietags mit Hausausstellung im April 2017 konnte die Fit AG (Fruth Innovative Technologien) im oberpfälzischen Lupburg neben der Einweihung eines neuen Bürogebäudes zudem die „erste additive Fabrik“ eröffnen. Die „Fit-Factory ist auch in einem internationalen Umfeld einzigartig in Bezug auf Fertigungskapazität und Automatisierungstechnik und soll als Vorlage für weitere Additive-Manufacturing-Fabriken der Fit-Gruppe dienen“, so der Firmengründer und Vorstandsvorsitzender Fruth. Er ist ein Pionier der Additiven Fertigung – und ein Visionär, für den es schon vor zehn Jahren „keine Frage war, dass Schichtbautechnologien in Zukunft Normalität im Fertigungsalltag sein werden und der Absatz von Fräsmaschinen oder Spritzgussmaschinen immer weiter zurückgeht“.

Das heißt aber noch lange nicht, dass die Tage der „Mutter aller Maschinen“ – also der klassischen Werkzeugmaschine – gezählt sind. Das belegen eindrucksvoll die Innovationen, mit denen die Aussteller der EMO Hannover 2017 aufwarten. Als Hemmschuh für den Durchmarsch additiver Technologie in die individualisierte Massenfertigung bezeichnete Fruth selbst noch vor einigen Jahren die „fehlenden produktionstauglichen Fertigungsanlagen“. Das hat sich inzwischen verändert. Carl Fruth formuliert es so: „Es gibt eine große Anzahl zarter Pflänzchen. Eine Vielzahl unserer Kunden möchte gerne eine Substitution bestehender Komponenten mittels additiver Technologien herstellen. Das ist jedoch nur sehr selten möglich. Im Regelfall wird eine Neuentwicklung der Komponenten und sehr häufig auch der angrenzenden Komponenten des Systems notwendig. Zum einen scheuen viele Unternehmen vor diesem Aufwand zurück und zum anderen benötigt man natürlich auch spezielle Entwicklungskompetenz für diese neue Fertigungstechnologie.“

Neue Konstrukteure braucht das Land

Wenn traditionelle Gestaltungsrichtlinien außer Kraft gesetzt werden, bedarf es auch einer neuen Generation von Konstrukteuren, die funktionsorientiert denkt. Additives Herstellen bedeutet laut Fruth, „dass mit der Gestaltung nicht nur die Geometrie, sondern auch die Materialeigenschaften sowie die Bauteilkosten wesentlich festgelegt werden. Diese Komplexität erfordert spezielles Training und Erfahrung. Hinzu kommt, dass es bis heute kein Softwaretool gibt, in dem alle erforderlichen Funktionen vorhanden sind. Man muss also mit unterschiedlichen und komplexen Softwaretools arbeiten. Sehr häufig verliert man beim Übergang von einem Tool zum anderen Informationen. Wenn man bei der Bauteilentwicklung bis zu acht Iterationen benötigt, ist der erhebliche Aufwand hierbei offensichtlich.“

Die benötigten Kompetenzen habe zudem nicht ein einzelner Konstrukteur, sondern nur ein Team. In den klassischen Unternehmen sind die Kompetenzen noch dazu auf verschiedene Abteilungen aufgeteilt – hinzu kommen Kompetenzgerangel und Unsicherheit. Innovative Unternehmen sehen das aber auch als Chance: „Wir unterstützen unsere Kunden in diesem Prozess und trainieren sie Bauteil für Bauteil auf Höchstleistung in AM-Design. Deshalb nennen wir diese Produkte auch ADM – Additive Design and Manufacturing“.

Beim Thema „additive Fertigung in automatisierten Prozessketten“ – früher von ihm als „Achillesferse“ bezeichnet – blüht Fruth geradezu auf: „Sie treffen jetzt mein Steckenpferd. Wir haben keine digitale Spezifikation unserer Produkte. Deshalb fliegt Industrie 4.0 nicht, und deshalb klappt es auch mit der Automatisierung nicht richtig. Wenn alles per Hand automatisiert und optimiert werden muss, ist das ganz klassische Massenfertigung – ein alter Hut!“ Ob ein Roboter am Band steht oder ein Mitarbeiter das Produkt wendet, dabei gehe es nicht um fundamental neue Ansätze: „Solange eine Zeichnung und dicke Aktenordner mit Text notwendig sind, um ein Produkt zu spezifizieren, wird das nichts mit Industrie 4.0. Und dabei geht es nicht darum, ob es auch eine PDF-Datei der Spezifikation gibt – es geht um maschinenlesbare Spezifikationen und deren voll-automatische Umsetzung.“ Bisherige Schwachpunkte, wie die Reproduzierbarkeit der Prozesse, die Qualitätssicherung bei Massenfertigung oder verlässliche Simulationsmethoden, seien dagegen fast ausgeräumt: „Alle Beteiligten haben das Problem verstanden und arbeiten zielgerichtet an Lösungen.“

Mehr Technologien teilen sich den Markt

Die unvermeidliche Frage, ob denn die konventionelle Werkzeugmaschine arbeitslos wird, beantwortet der AM-Experte differenziert: „Die Fertigung von Bauteilen erfolgt in einer Prozesskette. Heute und auch morgen. Additiv gefertigte Bauteile benötigen ebenso wie andere Fertigungstechnologien eine Qualitätsprüfung: ob jedes Bauteil oder jedes 50. bei Gleichteilen, spielt dabei gar keine Rolle. Insofern denke ich nicht, dass es ein Ersetzen bestehender Technologien gibt.“ CNC-getriebene Verfahren seien alle sehr flexibel einzusetzen und würden alle ihren Markt haben. Die Frage sei vielmehr: „Welchen Anteil kann jede einzelne Technologie am Gesamtkuchen haben?“ Das Stück für die unterschiedlichen additiven Fertigungstechnologien ist derzeit winzig klein, es könne nur größer werden. Fruth glaubt jedoch auch, „dass der Kuchen insgesamt für CNC-Verfahren größer wird, auf Kosten werkzeuggebundener Fertigungstechnologien und anderer sehr personalintensiver Verfahren. Wir setzen auf die Kombination der unterschiedlichen CNC-Technologien.“

Auf der bevorstehenden EMO Hannover 2017 erwartet Fruth „die neuesten CNC-basierten Fertigungstechnologien, zu denen die additive Fertigung zählt, zu finden sowie neuartige potenzielle Produktlösungen in diesem Bereich. Eine Vielzahl von Anlagenherstellern additiver Verfahren und Materialhersteller stellen auf der EMO Hannover aus. Für uns als Betreiber der Anlagen ist die Messe daher interessant.“

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