Suchen

Additive Serienfertigung

Generativ in Serie fertigen

| Autor/ Redakteur: Dr. Thomas Isenburg / Peter Königsreuther

Eigentlich widersprechen sich Kleinserienfertigungen und Massenproduktion, denn je niedriger der Produktpreis ist, umso wichtiger sind hohe Stückzahlen. Auch müssen bei der Serienproduktion Opfer gebracht werden, die vergleichbar sind mit dem Weg vom Roman zu einem Hollywood-Blockbuster.

Firmen zum Thema

Der 3D-Druck ist auf gutem Weg auch für die Serienfertigung ein probater Alleskönner zu werden.
Der 3D-Druck ist auf gutem Weg auch für die Serienfertigung ein probater Alleskönner zu werden.
(Bild: VBM-Archiv)

Außerdem lauern Probleme aufgrund des Skaleneffektes. Diesem steht die Versuchung entgegen, das Design zu ändern. Denn jeder konstruktive Eingriff, jedes kleine Update, jede winzige Variation zehrt am Gewinn. Vielleicht können additive Verfahren dabei helfen, dieses Spannungsfeld zu entschärfen. Alternativ können qualifizierte Handwerker kundenspezifische Produkte in kleinen Mengen produzieren. Die finanziellen Konsequenzen der Serienfertigung, wenn Hunderte oder gar Tausende fehlerhafte Produkte produziert werden, betreffen die Einzelfertigung nicht. Nun können mithilfe der 3D-Druck-Verfahren neue Wege beschritten und Aspekte der Serien- und Einzelfertigung kombiniert werden: Wie ein Handwerker ist auch ein 3D-Drucker vielseitig, denn er kann unterschiedliche Objekte erstellen, ohne dass vorab Investitionen erforderlich sind.

Einige Materialien versprechen viel Potenzial

Bei der Kostenstruktur ist es gleichgültig, ob tausend gleiche oder unterschiedliche Geometrien erstellt werden, weil die Kosten bei einer Veränderung verschwindend gering sind. Ein Unternehmen, das sich mit beiden Techniken beschäftigt, ist die Arburg GmbH und Co KG aus Loßburg im Schwarzwald. Zum Thema befragt, meinen die Schwarzwälder, dass sich durch das Zusammenspiel von Spritzgießen, additiver Fertigung und Industrie-4.0-Technologien Großserienteile kundenspezifisch bis hin zu Losgröße 1 produzieren lassen.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 6 Bildern

Dr. Eberhard Duffner, Bereichsleiter Entwicklung bei Arburg, beantwortet die Frage nach dem aktuellen Stand in puncto generativ gefertigter Serienteile: „In der letzten Zeit hat Arburg einige Materialien sowie Materialkombinationen gezeigt, die durchaus Potenzial für die Fertigung von Serienteilen haben und die in dieser Art und Weise nur der Freeformer verarbeiten kann.“ Das nutzbare Materialspektrum umfasst laut Duffner PC/ABS-Blend mit Flammschutz, aus dem exemplarisch das Bauteil „Nautilus Gear“ entstanden sind, Zweikomponenten-Planetenrollen aus elastischem TPU (Elastollan) sowie biologisch abbaubarem PHA (Arboblend), ein Nussknacker aus Bio-Polyamid (Grilamid) sowie Implantate aus resorbierbarem, medizinischem Polylactid (Resomer), das sich nach definierter Zeit von selbst im Körper auflöst.

Schon fit genug für Autobauer

Dabei fällt besonders die Verarbeitung einiger Biokunststoffe auf. Mögliche Anwendungsfelder sieht man für den Freeformer auch im Automobilbau. Zum Beispiel kann die additive Fertigung im Bereich der Vorserienfertigung für kleinere Stückzahlen eingesetzt werden. Damit additive Fertigungsverfahren serientauglich würden, müsse die Bauteilkonstruktion dem Verfahren und Herstellungsprozess gerecht werden, meint Duffner zu den Entwicklungsschwerpunkten. Auf diesem Weg sind noch viele Fragen offen, die zum Beispiel die passenden Konstruktionsrichtlinien betreffen. Ein weiteres breites Themenfeld in Sachen Serientauglichkeit betrifft die Vorhersagbarkeit von Qualitätsmerkmalen bei Losgröße 1. Denn diese hängen von vielen variierbaren Slice- und Prozessparametern ab. Die Qualität gedruckter Teile wird derzeit noch meist nach „modischen“ Kriterien wie Oberfläche oder Bauzeit beurteilt.

Im Vergleich dazu seien bei der additiven Fertigung „echter“ Funktionsbauteile mechanische Werte wie Zug- beziehungsweise Reißfestigkeit, Dichte oder auch Veränderungen in der Chemie des Ausgangsmaterials von entscheidender Bedeutung, wie der Entwicklungsexperte des Maschinenbauers betont. Zu den kurzfristigen Trends gefragt, ist man im Schwarzwald folgender Meinung: „Generell werden zunehmende Produktvielfalt, kundenspezifische Sonderlösungen in kleinen Stückzahlen sowie kurze Lebenszyklen Argumente dafür sein, dass immer mehr Kunststoff verarbeitende Betriebe auch ein System zur additiven Fertigung ins Unternehmen integrieren werden.“

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 44063104)