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Additive Fertigung Innovationsförderung für Hachtel und Cubicure

| Redakteur: Simone Käfer

Das KMU Hachtel hat zusammen mit seinem Partner Cubicure zwei Mio. Euro Förderung erhalten.

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Additiv gefertigter Kartenhalter für die Deutsche Bahn mit nachträglich eingefügten Muffen.
Additiv gefertigter Kartenhalter für die Deutsche Bahn mit nachträglich eingefügten Muffen.
(Bild: Hachtel)

„In Sachen Innovation sind wir mit dieser Förderung in der Champions League angekommen“, erklärt Geschäftsführer Steffen Hachtel stolz. Sein Unternehmen F. & G. Hachtel hat gemeinsam mit dem Kooperationspartner Cubicure eine EU-Förderung für Innovation und Forschung erhalten. Das Programm „SME Horizon 2020“ fokussiert disruptive Technologien, also Anwendungen, die eine komplette Umstrukturierung traditioneller Geschäftsmodelle, Produkte oder Dienstleistungen bewirken. Unterstützt werden speziell KMU und Start-ups bei der Markteinführung ihrer Innovationen. Der Dienstleister Hachtel und der Maschinenhersteller Cubicure haben zusammen eine Fördersumme von 2 Mio. Euro erhalten. In ihrem Projekt wollen die beiden Unternehmen künftig mit Hilfe von 3D-Druckern schnell zertifizierte Kleinserien auflegen. Hachtel beschreibt die Zielsetzung der Kooperation so: „Mit unserem Geschäftsmodell sprechen wir Kunden an, die von der Machbarkeitsprüfung über die Produktion bis zur Qualifizierung des Bauteils nur einen Beschaffungspartner wünschen. Durch die rein digitale Prozesskette bekommen wir alle Schritte in zwei Tagen hin!“

Cubicure ist ein Spin-off der TU Wien, das den 3D-Drucker Caligma 200 und Material für das an der TU Wien entwickelte additive Verfahren Hot Lithography anbietet. Das Verfahren gehört zur Stereolithografie und verarbeitet Hochleistungspolymere. „Maschine und Medium zu trennen – so zeigen die Beispiele anderer Firmen – führt nicht zu optimalen Ergebnissen“, sagt Dr. Markus Pfaffinger, Leiter Business Development bei Cubicure. Im November 2017 forderte Hachtel Muster an, im Dezember bestellte er für 180.000 Euro als erstes deutsches Unternehmen eine Caligma 200. „Ich habe mich für Cubicure entschieden, weil das Unternehmen mit seiner Hot Lithography eine besonders hohe Zähigkeit, Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit im Material hinbekommt. Außerdem ist Cubicure höchst flexibel bei der Entwicklung neuer Werkstoffe mit spezifischen Eigenschaften“, erklärt Hachtel seine Entscheidung.

Drucken für die Deutsche Bahn

Die beiden Caligma 200 von Cubicure bei Hachtel in Aalen.
Die beiden Caligma 200 von Cubicure bei Hachtel in Aalen.
(Bild: Hachtel)

Gemeinsam identifizierten die Unternehmen Geschäftsfelder. Eines davon war die Bereitstellung von Ersatzteilen für den Bahnverkehr. Europäische Bahngesellschaften haben einen Bedarf von über einer Million Ersatzteilen festgestellt, die mit Additiver Fertigung aus Polymerwerkstoffen hergestellt werden könnten. Zumeist werden pro Teil nur geringe Auflagen von jeweils einigen Hundert Stück benötigt, die zugleich aber schnell zur Verfügung stehen sollen. Die Anforderungen der Bahnbranche sind jedoch immens. Für die Bauteile gelten viele spezielle Vorgaben bezüglich der Materialeigenschaften oder der Oberflächen, gerade im Fahrgastraum.

Hinzu kommt, dass oft keine Dokumentation mehr zu den Bauteilen vorhanden ist – manchmal ist sogar das Material unbekannt. „Die Deutsche Bahn verwendet zum Teil Systeme, die mehr als 30 Jahre alt sind“, berichtet Hachtel. „Da gibt es keine Zeichnungen, keine CAD-Daten, gar nichts mehr.“ Hier kommen nun die Dienstleistungen rund um die Computertomographie (CT) ins Spiel, die Hachtel in den letzten 12 Jahren perfektioniert hat. Mit ihrer Hilfe lassen sich Datensätze rekonstruieren und optimal für den 3D-Druck vorbereiten, wie Pfaffinger bestätigt: „Hachtel ist Vorreiter auf dem Gebiet der industriellen CT – ein großer Vorteil bei der Digitalisierung von Ersatzteilen und wie geschaffen für das Bahnprojekt. Wir nehmen hier also ein bestehendes, vielleicht sogar kaputtes Bauteil, digitalisieren es und können das Modell im CAD bearbeiten. Dann wird ein Datensatz generiert, der direkt in den 3D-Drucker eingespeist und produziert werden kann.“ Um sicherzustellen, dass nicht nur die Geometrie und Passgenauigkeit, sondern auch die Güte der ausgehärteten Teile gewährleistet ist, kommt zur Validierung des 3D-Druckprozesses wiederum die CT von Hachtel zum Einsatz. Und das sei wesentlich, betont Hachtel, „denn aus einem 3D-Drucker kommt ja nicht direkt Qualität heraus, wenn man ihn anschaltet.“ Vielmehr gelte es hier, Prozesse und Messtechnik passgenau aufeinander abzustimmen.

Anforderungen sind Innovationstreiber

Bauteile für den Bahnverkehr bedingen ebenfalls besondere Materialeigenschaften im Bereich Brandschutz. Für das Projekt konnte Cubicure 2019 binnen vier Monaten seinen ersten flammgeschützten Werkstoff entwickeln. „Bei den Brandeigenschaften von Photopolymeren sind wir derzeit mit Abstand weltweit Spitzenreiter“, versichert Pfaffinger. Die Verarbeitung dieser Werkstoffe erfolgt bei Hachtel auf mittlerweile zwei Caligma-Anlagen, deren Bauraumgröße 100 × 200 × 300 mm (Länge × Breite × Höhe) beträgt. Die Toleranzen liegen im Hundertstelbereich und „wildern“ damit durchaus im Revier der Mikrospritzgießer – nur dass die Caligma eben keine Werkzeuge braucht und bei kleinen Auflagen damit Zeit und Entwicklungsaufwand spart. Natürlich arbeitet Cubicure parallel an einer Vergrößerung für voluminösere oder mehrere Bauteile. Die Additive Fertigung wird zwar auf absehbare Zeit keine Konkurrenz für die großserientaugliche Spritzgussfertigung sein – aber für Kleinserien können die beiden Partnerunternehmen nun einsatzfähige Bauteile aus dem 3D-Drucker wirtschaftlich anbieten.

Diese Leistungsfähigkeit des vorgestellten Konzepts der beiden Unternehmen überzeugte den European Innovation Council, der aus 2005 Anträgen lediglich 94 Unternehmen für förderungswürdig befand, davon 10 deutsche. Beide Partner sind sich sicher, dass die Fördersumme den Markteintritt beschleunigen wird.

(ID:46755837)