DER KONSTRUKTEUR 03/2025

TECHNIK FÜR MORGENDer

TECHNIK FÜR MORGENDer 3D-Druckerfertigt Testbauteileund hilft so, diepassendenProzessparameterzu ermitteln3D-DRUCK IN DER AUTOMOBILINDUSTRIEPRODUKTE UND ANWENDUNGENAuf dem Forschungscampus Arena2036 in Stuttgart erforschenFachleute für 3D-Druck vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und AutomatisierungIPA, wie das Lasersintern genutzt werden kann, umKunststoffbauteile effizient und in hoher Qualität herzustellen.Damit soll der Produktentstehungsprozess in der Automobilindustriedeutlich schneller und zu geringeren Kosten ablaufen.Hierzu hat das Forschungsteam um Patrick Springer kürzlich einenneuen 3D-Drucker in Betrieb genommen. Der Versuchsaufbaumit Faserlaser, das mit Glaspartikeln versetzte Polypropylen-Pulverund Sensor soll dazu beitragen, den Produktentstehungsprozessin der Automobilindustrie zu verkürzen unddessen Kosten zu senken. Bisher fertigt die Branche nur Musterbauteileund Prototypen additiv, also mit 3D-Druckern. FunktionaleKunststoffbauteile aus Polypropylen für Vorserienfahrzeugewerden hingegen im Spritzgussverfahren hergestellt, weil esbisher keine Alternative gibt, Bauteile in der gewünschten Qualitätherzustellen.SCHNELLER ZUM FERTIGEN BAUTEILDoch für alles, was mit Spritzguss produziert werden soll, müssenkostspielige Spezialwerkzeuge von Zulieferern beschafft werden.Bis die ersten Bauteile produziert und getestet worden sind,vergehen schnell drei bis sechs Monate. „Mit der additiven Fertigungkönnte es nur noch zwei bis drei Wochen dauern, bis dieBauteile verfügbar sind“, gibt Springer zu bedenken. „Die Entwicklerkönnen die eingesparte Zeit nutzen, um das Bauteil entwederweiter zu optimieren oder es schneller auf den Markt zubringen. Und für die Serie wird dann in größeren Stückzahlenwirtschaftlich mit einem Werkzeug produziert.“Bis das möglich ist, wird allerdings noch mehr als ein Jahr verstreichen.Mark Becker, einer von Springers Kollegen, tastet sichderzeit an die optimalen Prozessparameter heran. Er beginnt miteinfachen Bauteilen, fertigt sie immer genauer und hochwertiger,bis sie die notwendige Qualität erreicht haben. Dann wagt er sichan das nächst-komplexere Bauteil heran. Dafür nutzt er denneuen industriellen 3D-Drucker in der Arena2036, der einen vergleichsweisegroßen Bauraum besitzt und mit zwei Faserlasernausgestattet ist. „Deshalb kann die Maschine auch große Teile inkurzer Zeit bauen. Die Entwicklung von geeigneten Prozessparameternzur Verarbeitung neuer Kunststoffe ist dafür besonderswichtig“, sagt Becker.TRAINING FÜR DAS KI-MODELLParallel erprobt Becker zusammen mit den Projektpartnern, wieder Sensor zur Überwachung des Laserprozesses eingesetzt werdenkann. Mit den Daten, die der Sensor erhebt, und den Maschinendaten,die der 3D-Drucker standardmäßig erfasst, soll ein KI-Modell trainiert werden. Je mehr Kunststoffbauteile Becker alsofertigt, desto besser versteht die Künstliche Intelligenz, welchesdie optimalen Prozessparameter sind und wie sich Abweichungenauf die Produktqualität auswirken.Das alles geschieht im Rahmen des Forschungsprojekts „Digi-AutoFab“, das bereits im Spätsommer 2023 angelaufen ist undnoch bis 30. Juni 2026 läuft. Ziel ist eine vollständig digitalisierteProzesskette für additiv gefertigte Kunststoffbauteile – von derKonstruktion über die Fertigungsvorbereitung und die Fertigungselbst, bis hin zu den nachgelagerten Prozessen. So soll nicht nurder Produktentstehungsprozess verkürzt werden. Künftig sollenmit dem Lasersintern auch Ersatzteile und Varianten von Großserienfahrzeugenbedarfsgerecht produziert werden. Die Ergebnisseaus dem Projekt sollen aber nicht nur der Automobilindustriezugutekommen, sondern auch auf andere Branchen übertragbarsein.Bild: Fraunhofer IPA/Rainer Bezwww.ipa.fraunhofer.de58 DER KONSTRUKTEUR 2025/03 www.derkonstrukteur.de

VORSCHAUIM NÄCHSTEN HEFT: 4/2025ERSCHEINUNGSTERMIN: 10. 06. 2025 • ANZEIGENSCHLUSS: 21. 05. 202501020301 Lesen Sie, wie Unternehmen sich vor Cyber-Angriffen auf ihre industriellen Steuerungssystemeschützen könnenBild: ABB04DER DIREKTE WEGINTERNET:www.DerKonstrukteur.deE-PAPER:digital.derkonstrukteur.deREDAKTION:n.steinicke@vfmz.deWERBUNG:sales@vfmz.deSOZIALE NETZWERKE:www.Facebook.com/DerKonstrukteurwww.twitter.com/derkonstrukteu02 Damit Anwender trotz variierender Normenund Standards das richtige Kabel für ihre Lösungfinden, passt ein Hersteller Standardleitungen anund entwickelt SonderleitungenBild: Lapp / flyalone – stock.adobe.com03 Der Einsatz von Wärmebildkameras in Bereichs-Hotspot-Erkennungssystemen wendet Fabrikbrände ab,verringert Ausfallzeiten und schützt ProduktionslinienBild: Flir / Sick04 Ein modularer Multifunktionsgreifer inServo-Vakuum-Technik erweitert das Produktportfoliorobotergeführter De-/palettieranlagenBild: Pepperl+Fuchs(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2025/03 59