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DER KONSTRUKTEUR 10/2020

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DER KONSTRUKTEUR 10/2020

KLARTEXT SINNVOLLE

KLARTEXT SINNVOLLE SYMBIOSE ANDREAS VELTEN CEO IFA3D Medical Solutions GmbH, Verband 3DDruck e. V. – Themenpate Medizin Symbiosen verschiedener Technologien mit der additiven Fertigung erschließen auch im Bereich der Medizin völlig neue Perspektiven. Menschen sind individuell und mit den technologischen Möglichkeiten, welche die additive Fertigung eröffnet, sind Patienten-Versorgungen machbar, die vor ein paar Jahren undenkbar waren. Im Bereich Beatmung ermöglicht die Kombination von Scanning und generativer Fertigung individuelle Atemmasken, die bei besserem Tragekomfort und höherer Abdichtung, bessere Therapieerfolge bei sinkenden Kosten generiert. Geometrien, bei Schädel-Implantaten, die mit konventionellen Fertigungsmethoden nicht herstellbar sind, können nun realisiert werden, da mit der generativen Fertigung Strukturen geschaffen werden können, die uns die Natur vorgibt. Diese können dann mit Standardkomponenten in höchster Präzision kombiniert werden. Ob Werkzeugmaschine, Roboter, Kunststoffspritzguss oder künstliche Intelligenz – verschiedenste Technologien werden heute mit dem 3D-Druck kombiniert. Wir haben Forscher aus den verschiedenen Bereichen und übergreifende Experten gefragt: Wo können solche Symbiosen Vorteile erschließen? DIE KOMBINATION VON SCANNING UND 3D-DRUCK ERMÖGLICHT IN DER MEDIZINTECHNIK INDIVIDUALITÄT IN VERBINDUNG MIT EINEM GIESSV VERFAHREN KÖNNEN KOMPLEXE BAUTEILE SCHNELLER HERGESTELLT WERDEN OLIVER REFLE Leiter Zentrum für Additive Produktion, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart SPECIAL Additive Fertigungsverfahren besitzen zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Fertigungstechnologien. So können beispielsweise komplexe, funktionsintegrierte Bauteile aus unterschiedlichen Materialien in Kleinserien oder als Einzelteile wirtschaftlich hergestellt werden. Gleichzeitig besitzen die additiven Verfahren aufgrund des schichtweisen Aufbauprinzips Nachteile wie lange Herstellzeiten oder anisotrope Bauteilfestigkeiten. Um dies zu umgehen, können unterschiedliche Prozesse intelligent kombiniert und somit hybride Prozessketten aufgebaut werden. Bei dem vom Fraunhofer IPA entwickelten additiven Freiformgießen wird die additive Fertigung mit einem Gießverfahren in einer Anlage direkt kombiniert. Somit können komplexe Bauteile in verkürzter Bauzeit und ohne Bindenähte mit reaktiven Kunststoffen wie Silikon, Epoxidharz oder Polyurethan hergestellt werden.

KLARTEXT PROF. DR.-ING. ALEXANDER VERL Institutsleitung, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart Die Additive Fertigung hat sich in zahlreichen Branchen zu einer etablierten Produktionsmethode erhoben und wird diese Stellung in den nächsten Jahren weiter ausbauen. Konventionelle Fertigungsverfahren wird sie zwar nie vollständig ersetzen können, durch ihre große Flexibilität aber die Produktvielfalt und Produktgestalt signifikant positiv beeinflussen. Die weitere Etablierung der additiven Fertigung wird jedoch nur durch eine Steigerung von Produktivität und Bauteilqualität erreicht werden können. Dies bedeutet zum einen, dass qualitätssichernde Prozessregelungssysteme dazu führen müssen, dass der Ausschuss minimiert wird und zum anderen, dass die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden muss. Für beides steht ein großes Portfolio von CNC-Funktionalitäten schon heute zur Verfügung, deren Potenzial in der additiven Fertigung noch zur Anwendung kommen muss. CNC-FUNKTIONALITÄTEN WERDEN DIE PRODUKTIVITÄT UND BAUTEILQUALITÄT STEIGERN KÖNNEN GENERATIVES DESIGN KANN IM ZUSAMMENSPIEL MIT 3D-DRUCK ENORME VORTEILE ERSCHLIESSEN DETLEV REICHENEDER Senior Director Business Strategy Design & Manufacturing, Autodesk GmbH, München 3D-Druck ist für die gesamte Industrie eine Schlüsseltechnologie. Er fördert nicht nur Innovation in der Fertigung, sondern eröffnet auch völlig neue Konstruktionslösungen und Möglichkeiten der Formgebung. Und hier werden Synergien wichtig: So erlaubt z. B. generatives Design, mithilfe von KI-Algorithmen eine Vielzahl von Lösungsvarianten zeitgleich zu untersuchen. Der Konstrukteur gibt Randbedingungen vor und bekommt Lösungsvorschläge. General Motors entwickelte so die erste 3D-gedruckte Sitzhalterung. Normalerweise aus acht miteinander verschweißten Teilen bestehend, konnte mithilfe der Autodesk- Software die Konstruktion auf ein Teil reduziert werden. Die GM-Ingenieure erzeugten mehr als 150 alternative Designs und entschieden sich dann für die beste Lösung. Das Endprodukt, nun aus einem Teil, ist 40 % leichter und 20 % stärker als die bisherige Sitzhalterung von GM. www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/10 59

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