Additive Manufacturing führt zu Paradigmenwechsel

Rapid.Tech + FabCon 3.D Additive Manufacturing führt zu Paradigmenwechsel

29.06.2017Redakteur: Peter Reinhardt |

Additive Manufacturing (AM) setzt den Vormarsch in den industriellen Alltag mit hohem Tempo fort und führt zu einschneidenden Veränderungen. Davon in besonderem Maße betroffen sind Hersteller medizintechnischer Produkte.

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Presserundgang mit Chuck Hull. Der Erfinder des 3D-Drucks sollte nach eigener Aussage eigentlich schon längst im Ruhestand sein. Aber er sei immer noch hungrig nach Arbeit, sodass er in diesem Jahr sogar erstmals aus den USA zur Rapid.Tech nach Erfurt angereist ist.
(Bild: Reinhardt / Devicemed)

Botschaft aus der „Bundeshauptstadt des 3D-Drucks“: Entwicklung und Fertigung neu denken

Chuck Hull, Erfinder des 3D-Drucks, erstmals auf der Rapid.Tech

Befreiung der Konstruktion von Fertigungsgrenzen für bahnbrechende Produkte wie lebensfähige menschliche Organe nutzen

Das verdeutlichten der Fachkongress und die Fachmesse Rapid.Tech + FabCon 3.D vom 20. bis 22. Juni 2017 in der Messe Erfurt. Mit den Rekordwerten von 4.800 Kongressteilnehmern und Messebesuchern (2016: 4.500) sowie 207 Ausstellern (2016: 176) legte die 14. Auflage dieser in der deutschen 3D-Druck-Messelandschaft einzigartigen Kombination Zeugnis vom enormen Innovationspotenzial dieser zukunftsträchtigen Schlüsseltechnologie ab.

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Eine absolute Neuheit: Wacker Chemie präsentiert auf der Rapid.Tech den 3D-Druck von Silikon, zum Beispiel für anatomische Schnittmodelle zur OP-Simulation.

Heiß war es vor, in und auf der Messe Erfurt. So heiß, dass …

… erstmals auf einer B2B-Messe Männer in kurzen Hosen unterwegs waren.

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Präsentation von AM-Weltneuheiten

Die Präsentation von Weltneuheiten wie dem ersten industriellen 3D-Drucker für Silikon von Wacker oder dem erstmals realisierten Metallfilament-Druck von Evo-Tech bescheren Erfurt als Plattform für die AM-Welt durchaus internationalen Stellenwert. Auch die Auftritte von Markt- und Technologieführern wie 3D Systems, Concept Laser, EOS, Stratasys oder Trumpf Laser- und Systemtechnik sowie die Anwesenheit von Global Playern wie Bosch, Procter & Gamble oder Siemens unter den Besuchern belegen die Bedeutung der Veranstaltung. Zentrales Element war erneut der Rapid.Tech-Fachkongress mit der Anwendertagung und zehn weiteren branchen- beziehungsweise technologiespezifischen Fachforen, gestaltet von 93 Referenten aus neun Ländern aus Europa und Übersee.

„Bundeshauptstadt des 3D-Drucks“

„Erfurt hat den Titel ‚Bundeshauptstadt des 3D-Drucks‘ verteidigt. Wesentlich dafür ist die Verbindung von Fachkongress und Fachmesse, die es in dieser Form nicht noch einmal gibt, wie uns zahlreiche Gespräche mit Ausstellern und Besuchern aus dem In- und Ausland bestätigten. Deshalb werden wir dieses besondere Format weiter ausbauen“, informiert Michael Kynast, Geschäftsführer der Messe Erfurt. Gewachsene Professionalität und Internationalität bescheinigen der Veranstaltung auch die Vorsitzenden des Fachbeirates, Michael Eichmann (Stratasys) und Prof. Dr. Gerd Witt (Universität Duisburg-Essen): „Das zeig sich an der Qualität des Kongresses mit prominenten Referenten, die in ihren Vorträgen die ganze Bandbreite der Technologie widerspiegelten, an einem sehr fachkundigen Publikum und nicht zuletzt an den attraktiv gestalteten Messeständen, die das Flächenwachstum um fast ein Viertel gegenüber dem Vorjahr sichtbar machten.“ Wer in der Welt des 3D-Drucks etwas zu sagen habe, der komme um Erfurt nicht herum. Was dabei in der Industrie schon erreicht wurde und wohin die Reise geht, haben vor allem die Keynote-Sprecher eindrucksvoll unter Beweis gestellt.

Erfinder des 3D-Drucks auf der Rapid.Tech

Angeführt wurde diese Sprecherriege von keinem Geringeren als dem Erfinder des 3D-Drucks Charles „Chuck“ Hull aus den USA. Er setzte 1983 mit dem ersten dreidimensional gedruckten Teil eine Revolution in Gang, die jetzt ihren Durchbruch erzielt. Dementsprechend lautete eine Erkenntnis seines Vortrags zum Entstehen von Innovationen, dass Entwicklungen bahnbrechend und zukunftsweisend sein müssen und es oft einen langen Atem braucht, ehe sie sich durchsetzen. Der Ingenieur hat dieses Stehvermögen in 34 Jahren kontinuierlicher Innovationsarbeit bewiesen. Davon zeugen unter anderem auch 2.000 Patente.

40 individuelle Zahnkronen in zehn Minuten fertigen

Dass wegweisende Neuentwicklungen in Marktchancen umgewandelt werden können und müssen, bestätigt er mit dem von ihm 1986 mitgegründeten Unternehmen 3D Systems. Es beschäftigt heute über 2.500 Mitarbeiter an 45 Standorten weltweit und hat bisher sieben verschiedene Drucker und drei Software-Plattformen auf den Markt gebracht. Die neueste Innovation stellte 3D Systems in Erfurt vor. Mit der Figure 4-Technologie wird der AM-Prozess entlang der Wertschöpfungskette automatisiert. Bauteile können enorm schnell und effizient vom Eingeben der 3D-Konstruktionsdaten bis zum fertigen Produkt hergestellt werden. So lassen sich mit der Anlage unter anderem 40 individuelle Zahnkronen in zehn Minuten fertigen.

Schnelligkeit ist Trumpf: In der Fromel 1 und beim 3D-Druck

Schnelligkeit ist auch der entscheidende Grund, weshalb der Schweizer Formel 1-Rennstall Sauber seit 2004 auf additive Fertigung setzt und seit 2007 einen eigenen Maschinenpark dafür aufbaut. 70 Prozent der jährlichen Leistungssteigerung an einem Formel 1-Boliden werden aus der Aerodynamik geholt. Wie wichtig für Tests im Windkanal und auf den Strecken eine Teilefertigung mittels AM geworden ist, verdeutlichten Steffen Schrodt und Christoph Hansen von der Sauber Aerodynamik AG im Keynote-Vortrag des zweiten Tages. Die verantwortlichen Ingenieure im Bereich Windkanal zeigten auf, dass dank additiver Fertigung im 6/24-Rhythmus rund 40.000 Teile hauptsächlich aus Faserverbund-Kunststoffen sowohl für den eigenen Bedarf als auch für Drittkunden hergestellt werden. Beispielsweise könne ein Kühlermodell, dessen Fertigung konventionell etwa drei bis fünf Tage dauerte, heute mit additiven Methoden in ein bis zwei Tagen aufgebaut werden. Gegenwärtig geht Sauber den nächsten Schritt und investiert in die metallische 3D-Fertigung. Gemeinsam mit dem niederländischen Partner Additive Industries B.V. wird ein entsprechendes Produktionszentrum errichtet, dessen erste Stufe ab Herbst 2017 in Betrieb gehen soll.

Alle bestehenden Designregeln vergessen

Den Paradigmenwechsel, den AM mit sich bringt, stellte GE-Manager Sean Keith in den Mittelpunkt seines Keynote-Vortrags, mit dem der dritte Kongresstag eröffnet wurde. Alles, was zu Design und Engineering seit über 60 Jahren bekannt sei, müsse man vergessen, weil es neue Regeln gebe, postulierte der Ingenieur, der verantwortlich ist für die neu geschaffene Geschäftseinheit GE Additive. Wie GE als Technologieführer in der Luftfahrt Entwicklung und Produktion neu denkt und umsetzt, zeigte Keith an Beispielen für Triebwerksanwendungen. So sei es gelungen, ein Turbinengehäuse, das konventionell von 50 Zulieferern mit 40 verschiedenen Datensystemen aus 300 Teilen gefertigt wurde, auf ein einziges Teil zu komprimieren, das von nur noch einem Zulieferer gefertigt werde. Das bedeute keineswegs, AM sei ein Jobkiller. Vielmehr verändern sich die Aufgaben in der Lieferkette, beispielsweise zugunsten von Materialentwicklung und -produktion. Ebenso seien zahlreiche Herausforderungen in den Bereichen Software, digitale Wirtschaft, Mechatronik und Elektronik zu meistern. „Dafür werden zahlreiche Fachkräfte benötigt“, erklärte Keith.

150 Unternehmen und Einrichtungen unterzeichnen eine Bildungspetition

Welches neue Vorgehen in der Qualifizierung dafür notwendig ist, erörterten Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. So ging von Erfurt auch der Ruf aus, das Thema 3D-Druck durchgehend von der Schule über die Berufsausbildung und dem Studium bis hin zur Weiterbildung zu integrieren. 150 Unternehmen und Einrichtungen unterzeichneten dafür eine Bildungspetition, die an einen Vertreter der Kultusministerkonferenz übergeben wurde.

Prozesse völlig neu zu denken und die mit AM ausgelöste Befreiung der Konstruktion von Fertigungsgrenzen für bahnbrechende Produkte, beispielsweise gedruckte lebensfähige menschliche Organe, sowie für eine wirtschaftliche und nachhaltige Produktion zu nutzen, bestimmte auch den Tenor der Anwendertagung sowie der Fachforen

Parallel zur Rapid.Tech präsentierten junge Unternehmen und Szenegrößen der 3D-Druck-Community auf der FabCon 3.D neue kreative. So stellte zum Beispiel die Urban Alps AG aus der Schweiz den ersten 3D-gedruckten fälschungssicheren Schlüssel vor. Dafür erhielt das Unternehmen den 1. Preis beim Start-up-Award. Zum zweiten Mal wurde die 3D Pioneers Challenge ausgetragen und Preisträger in verschiedenen Kategorien für innovative 3D-Druck-Anwendungen geehrt. Die Preise und gingen an:

Project T.O.S.T (Topological Optimized Skateboard Trucks): Philipp Manger, Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Programmable textiles (textiles 3D-Druck-Verfahren): Ronny Haberer und Patrick Bösch, Bauhaus Universität Weimar

RiG3D (Orthese): Niklas Hamann, Bauhaus Universität Weimar

Mecuris Cervical Orthosis (erste 3D-gedruckte individuelle Halskrause): Manuel Opitz, Jannis Breuninger, Clemens Rieth, Felix Gundlack, Juliane Weinzierl, Dr. med. Simon Weidert, Anja Fischer und Carolin Taubmann, Mecuris