Rapid Manufacturing Forschungszentrum DMRC soll Direct Manufacturing zum Marktdurchbruch verhelfen

Redakteur: Josef-Martin Kraus

Boeing, EOS Electro Optical Systems, Evonik Degussa und MCP HEK Tooling haben gemeinsam mit der Universität Paderborn das Direct Manufacturing Research Center (DMRC) gegründet. Ziel des Forschungszentrums ist es, dem Direct Manufacturing zum Marktdurchbruch bei Serienteilen zu verhelfen.

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Die fünf Initiatoren des DMRC (v.l.): Dipl.-Ing. Udo Behrendt von EOS, Prof. Hans-Joachim Schmid von der Universität Paderborn, DMRC-Sprecher Jeffrey E. DeGrange von Boeing, Dr. Georg Oenbrink von Evonik Degussa und Dr. Dieter Schwarze von MCP.
Die fünf Initiatoren des DMRC (v.l.): Dipl.-Ing. Udo Behrendt von EOS, Prof. Hans-Joachim Schmid von der Universität Paderborn, DMRC-Sprecher Jeffrey E. DeGrange von Boeing, Dr. Georg Oenbrink von Evonik Degussa und Dr. Dieter Schwarze von MCP.
( Archiv: Vogel Business Media )

Dazu wurden nun von Vertretern der vier Industrieunternehmen und der Universität Paderborn eine Vereinbarung unterzeichnet. Die Gründungsunternehmen werden über die Vertragslaufzeit von fünf Jahren insgesamt 2 Mio. Euro in das DMRC investieren.

Die Universität Paderborn bringt 600000 Euro in das Forschungszentrum für Direct Manufacturing ein. Weitere Anschubinvestitionen kommen vom Bundesland Nordrhein-Westfalen. Mit 1,4 Mio. Euro soll in einem ersten Schritt die Ausstattung der Universität Paderborn, wo das DMRC ansässig sein wird, im Bereich Direct Manufacturing verbessert werden. Alle Partner gehen davon aus, dass das Gesamtbudget des DMRC innerhalb von 5 Jahren auf eine Summe von rund 11 Mio. Euro anwachsen wird. Das DMRC soll im Herbst dieses Jahres mit der Arbeit beginnen.

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Direct Manufacturing erfordert größeres Werkstoffspektrum

Weitere Unternehmen sind willkommen, denn das Ziel lässt sich nur mit vielen Partnern erreichen. Für generative Verfahren wie dem Lasersintern und dem Selective Laser Melting (SLM) ist der Zugang zur Serienfertigung noch sehr hindernisreich. Vor allem fehlt es an Richtlinien für die allgemeine Zulassung zur Serienfertigung bestimmter Produkte. Es müssen allgemein gültige Produktionsbedingungen festgelegt und Prüfmethoden erarbeitet werden. Derzeit ist noch für jedes Serienteil der Nachweis der Verfahrenstauglichkeit zu erbringen.

Außerdem muss das Spektrum an Werkstoffen, die für das Direct Manufacturing geeignet sind, erweitert werden. Darüber hinaus wird viel Aufklärungsarbeit bei Bauteilkonstrukteuren zu leisten sein. Für Direct Manufacturing müssen sie verfahrensbezogen konstruieren. Nur mit einer angepassten Bauteilkonstruktion würden sich – so heißt es – die Vorteile, die das Direct Manufacturing erschließt, erreichen lassen. Eine Eins-zu-Eins-Substitution sei meist nicht möglich.

Trend zu kundenspezifischer Bauteilgeometrie spricht für Direct Manufacturing

Das große Anwendungspotenzial basiert auf zwei Verfahrensmerkmalen: Bei allen Direct-Manufacturing-Verfahren wächst das Bauteil schichtweise. Das heißt: Auf jeder erzeugten 2D-Schicht entsteht eine weitere Bauteilschicht, die mit der darunterliegenden verschmilzt, bis ein fertiges 3D-Bauteil entstanden ist. Außerdem arbeiten die Verfahren werkzeuglos. So sind beim Direct Manufacturing im Vergleich zum Metallgießen und Kunststoff-Spritzgießen keine mechanischen Werkzeuge erforderlich.

Daraus resultiert ein Anwendungspotenzial, dass sich mit zunehmender Flexibilität der Bauteilgeometrie und abnehmender Seriengröße – bis Losgröße 1 – dem Direct Manufacturing erschließt. Beide Merkmale liegen im Trend. So fordert der Markt mehr „Individualität“ bei der Bauteilgestaltung, wodurch die Flexibilität in der Bauteilgestaltung steigt. Die Anzahl geometrisch gleicher Serienteile wird kleiner.

Beim Direct Manufacturing lassen sich sogar Bauteilkonturen erstellen, die mit konventionellen Produktionsverfahren nicht möglich sind. Außerdem können Prozess-Schritte im Vergleich zu konventionellen Verfahren eingespart werden: zum Beispiel zum Feingießen, das als Vorstufe die Herstellung eines Wachs- oder Thermoplastmodells erforderlich macht.

Marktvolumen steigt bis 2015 auf weltweit 3,5 Mrd. Dollar

Allein durch Substitution konventioneller Verfahren soll in der Europäischen Union ein Marktpotenzial von 1,1 Mrd. Euro bis zum Jahr 2020 erschließbar sein. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Rapid-Manufacturing-Plattform, die Europa die Interessen der Anbieter und Anwender von Direct-Manufacturing-Verfahren vertritt. Weitere Impulse für das Direct Manufacturing werden im Ausrüstungs- und Werkstoffbereich erwartet – sowie bei Bauteilen, die konventionell nicht herstellbar sind.

Den weltweiten Gesamtmarkt für Direct Manufacturing bezifferte der Markt- und Branchenspezialist Terry Wohlers in seinem jüngsten Report auf 1,1 Mrd. Dollar im vergangenen Jahr. Laut seiner Prognose wird der Marktvolumen für das Direct Manufacturing bis 2015 auf 3,5 Mrd. Dollar steigen.

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