Industrie & Technik

Metallischer 3D-Druck: Serienproduktion von Autoteilen auf der Zielgeraden

01.06.2022 - Ab sofort können an zwei Standorten pro Jahr mindestens 50.000 Bauteile gefertigt werden.

„Die Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing für automobile Serien­prozesse ist gelungen“, verkünden die zwölf Projekt­partner von IDAM, Industria­lization and Digita­lization of Additive Manu­facturing, und zwar in doppelter Hinsicht. Vor drei Jahren startete das Konsortium aus KMU, Großunternehmen und Forschungs­institutionen mit dem gemeinsamen Ziel, den metallischen 3D-Druck im Bereich der automobilen Serien­produktion zu revolu­tio­nieren. Gleich an zwei Standorten wurde jeweils eine digital vernetzte, voll­auto­matisierte 3D-Druck-Fertigungs­linie aufgebaut und für die automobile Serien­produktion vorbereitet. Ab sofort können an den Standorten der BMW Group in München sowie bei GKN Powder Metallurgy in Bonn pro Jahr mindestens 50.000 Bauteile in der Gleich­teile­fertigung und mehr als 10.000 Individual- und Ersatzteile mittels 3D-Druck via Laser Powder Bed Fusion Verfahren kosten­effizient gefertigt werden. Durch die modulare Auslegung des Blueprints dieser Linie kann die Jahres­stückzahl beliebig weiter skaliert werden.

Gestartet im Jahr 2019 trans­ferieren heute fahrerlose Transport­systeme voll­auto­matisch die mobilen Baukammern der 3D-Drucker zwischen den Modulen der IDAM-Fertigungs­linien. Das Maschinen­ballett wird orchestriert von einer zentralen Steuerungs­einheit, in der auf digitaler Ebene alle Daten der einzelnen Linien-Module zusammen­laufen. Durch den so generierten digitalen Zwilling werden zu jedem Zeitpunkt alle relevanten Fertigungs­daten überwacht – für ein Höchstmaß an Produktivität und Qualität.

Neuartige Konzepte zur auto­matischen Generierung der 3D-Druck-Baudaten wurden entwickelt. Voll­auto­matisierte Module trans­portieren das verarbeitete Metall­pulver und bereiten es auf. Zusätzlich erfolgt die auto­matische Nach­bearbeitung der gefertigten Bauteile in eigens konzipierten Stationen. Entlang dieser Linien wurden umfassende Maßnahmen zur Qualitäts­sicherung implementiert. Zum Beispiel erfolgten beim Laser­schmelz­prozess mittels Sensorik die Überwachung und eine Qualitäts­sicherung der Fertigteile.

Die Implementierung der Linien erforderte inter­disziplinäre Expertise. Mit ihr konnten Digita­lisierung, Auto­matisierung – im Maschinen- und Anlagenbau – in der Bauteil­auslegung sowie im Bereich des metal­lischen 3D-Drucks realisiert werden. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik in Aachen unter­stützte das Vorhaben durch seine langjährige Erfahrung im Bereich der additiven Fertigungs­technologien. Den Projekt­partnern war schnell klar, dass Lösungen „von der Stange“ den ambitionierten Projekt­zielen und den damit einher­gehenden Produktivitäts- und Qualitäts­ansprüchen der Auto­mobil­industrie nicht genügen. So musste ein Großteil der Module auf digitaler und physischer Ebene gänzlich neu entwickelt werden.

Zudem ist ein erfolg­reicher Betrieb der IDAM-Linien nur durch die enge Vernetzung der einzelnen Module möglich. Vom inhaber­geführten KMU bis zum Groß­unte­rnehmen etablierte sich ab dem ersten Projekttag ein Spirit, geprägt vom gemeinsamen Streben nach Erfolg: Voneinander lernen, gemeinsam innovative Lösungen erarbeiten und die indivi­du­ellen Stärken der einzelnen Partner bestmöglich zu Entfaltung zu bringen – für IDAM waren dies die Schlüssel zum Erfolg.

Fh.-ILT / RK

Weitere Infos

 

 

Physikunterricht neu denken!

Physik auf Lehramt an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg studieren. Jetzt auch Quer- und Seiteneinstieg möglich.

Mehr erfahren

Physikunterricht neu denken!

Physik auf Lehramt an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg studieren. Jetzt auch Quer- und Seiteneinstieg möglich.

Mehr erfahren