16 Additive Fertigung interaktiv 1 | 2017
Freiheit bei der Gestaltung
Additive Fertigungsverfahren bieten aufgrund des schichtweisen Aufbaus einzigartige Gestal tungs freiheiten . Hieraus leitet sich ein enormes Potenzial für den strukturellen Leichtbau ab . Bioni sche Leichtbaustrukturen , integrierte Funktionalitäten sowie topologieoptimierte Bauteile können direkt produziert werden . Neben dem strukturellen Leichtbau ist die Verwen - dung hochfester Werkstoffe oder solcher mit geringer Dichte zur Fertigung von Leichtbauprodukten ge eig net . Ein Beispiel für den werkstofflichen Leichtbau sind Faserverbundstruk turen , die geringe Material dichte mit hoher Festigkeit kombinieren . Durch die Bündelung der Vor teile additiver Fertigungs ver fah - ren mit Halbzeugen aus Hochleistungs werkstoffen – beispielsweise kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe oder Keramik – werden noch leichtere Produkte möglich .
Wirtschaftlichkeit und Kundennutzen zählen
Der 3D-Druck macht überall dort Sinn , wo er wirtschaftlich eingesetzt werden kann . Dort , wo ganz neue Bauteil geome trien er zeugt werden , die einen zusätzlichen Nutzen bringen , etwa über die Funktions inte gration oder über besonders leichte Bau - teile , die integriert werden . Dieser Aspekt spielt beispiels weise in der Medizintechnik eine enorme Rolle . Die Chance zu personalisieren bietet sich darüber hinaus auch für körpergetragene Produkte , den sogenannten Smart Wearables .
Aber auch bei Teilen mit einem Design aspekt ist der 3D-Druck sinnvoll eingesetzt . Überall dort , wo der Kunde einen persönlichen Nutzen durch eine hohe Personalisierung sieht , wird sich die additive Fertigung durchsetzen ; dort , wo der Kunde zu ho - norieren bereit ist , dass er ein personalisiert hergestelltes Bau - teil , etwa in seinem Fahrzeug , wiederfindet . Das kann zum Bei - spiel die Innenraumpersonalisierung sein , mit speziell hergestellten Oberflächen und Formen .
Gesünder sitzen und arbeiten
Verbesserte Arbeitsbedingungen werden auch vor dem Hinter - grund des demographischen Wandels zu künftig noch wichtiger werden . So ermöglichen additive Fertigungsverfahren individuelle , ergonomische Arbeitsplätze , die für einzelne oder Gruppen speziell angepasst und schnell umgesetzt werden können . Speziell angepasste Arbeitsplätze für einzelne Men - schen oder bestimmte Gruppen sind schnell umsetzbar . Durch die Fertigung ohne Form sind Produktionskosten für Ein zel lö sun - gen und Klein serien gering . In IPA-Projekten konnte beispiels-
Bei den Montagehockern für Volkswagen setzten die IPA- Wissen schaftler auf hybride Lösungen – eine Kombi na - tion additiver Fertigungsverfahren mit ultrafesten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff-Halbzeugen .
weise das Ge wicht eines Montagehockers im Ver gleich zum Vorgänger modell um über 50 Prozent gesenkt werden . Außer - dem wurden Methoden entwickelt , um mit additiv gefertigten Hilfs mit teln ältere Fach kräfte im Bereich der Mikro mon tage op - timal zu unterstützen . Ergonomisch verbesserte Ar beits plätze verringern Produktionsfehler und tragen somit zu einem qualitativ hochwertigeren Produkt , verringertem Aus schuss und einer profitableren Produktion bei .
Anlaufstelle für Entwickler , Unternehmer und Studierende
Acht Zentren im Bereich der Mass Perso na lization wird das Fraun - hofer IPA in den nächsten Jahren aufbauen . Die Themen reichen von der digitalen Batterie zellpro duktion und smarten Mate ri a lien über frugale sowie cyberphysische Produk tions sys - teme bis hin zur cybercognitive Intelligence und dem Leicht - bau . Im Zentrum für Additive Produktions techno lo gien ( ZAP ) soll eine komplette Produk tions straße von der Datenaufberei - tung und Material konditio nierung über unterschiedliche Pro - duktions ver fahren bis hin zur Nachbearbeitung additiv gefertigter Produk te aufgebaut werden . Dabei spielt auch die Kom - bination von additiven und konventionellen Technologien eine entscheidende Rolle . Das Zentrum ist eine Anlaufstelle für Ent - wickler , Un ter nehmer und Studierende und ein Informationsund Pro jekt zentrum für KMU in Baden-Württemberg . ■