Fördergeld

1,28 Millionen Euro für 3D-Druck-Projekt der Universität Augsburg

An der Uni Augsburg. Foto: Archiv/B4B WIRTSCHAFTSLEBEN SCHWABEN
Die Bayerische Forschungstiftung fördert Projekte, die die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft anregen. So nun auch „Auto Hybrid“ der Uni Augsburg.

Am 20. März wurden der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV zwei Projektbewilligungs-Bescheide der Bayerischen Forschungsstiftung übergeben. Die maximale Fördervolumen beträgt 1,28 Millionen Euro. Beide Forschungsvorhaben, die auf zweieinhalb beziehungsweise drei Jahre gefördert werden, widmen sich dem Thema „Additive Fertigung“ – gemeinhin als 3D-Druck bekannt.

AutoHybrid – eines dieser beiden Kooperationsprojekte – wird in enger Zusammenarbeit des Fraunhofer IGCV und des Lehrstuhls für Ingenieurinformatik mit Schwerpunkt Produktionsinformatik der Universität Augsburg geleitet.

3D-Drucker wirtschaftlich rentabel machen

AutoHybrid steht für „Automatisierte Prozessketten für die Hybridbauweise mittels Laserstrahlschmelzen“. Projektziel ist, die kombinierte Bauweise aus Laserstrahlschmelzen (LBM) und konventionellen Fertigungsprozessen wirtschaftlich rentabel zu machen. So soll eine neue Fertigungsmethode industriell erschlossen werden.

Noch sind die Kosten hoch und die Fertigungsdauer lang

3D-Druckverfahren ermöglichen im Vergleich zu konventionellen Fertigungstechnologien – etwa zum Fräsen, Gießen oder Umformen – eine höhere Designfreiheit. So können im 3D-Druck auch geometrisch hochkomplexe Strukturen wie zum Beispiel innenliegende Kühlkanäle gefertigt werden. Ein Nachteil ist, dass der hohe Designfreiheitsgrad häufig mit hohen Kosten und einer langen Fertigungsdauer einhergeht.

Konventionelle Technologien sind demgegenüber, was die Umsetzung geometrisch komplexer Bauteile angeht, in der Regel begrenzter. Dafür können mit ihnen einfache Strukturen schneller und günstiger gefertigt werden.

Konventionalität und 3D-Druck werden gekoppelt

„Die Kombination konventioneller Technologien mit dem 3D-Druck in einer Prozesskette birgt nun ein großes Potential, um den 3D-Druck für ein breites Portfolio an Bauteilen wirtschaftlich nutzbar zu machen und so hohe Stückzahlen wirtschaftlich sinnvoll fertigen zu können“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp, Inhaber des Augsburger Lehrstuhls für Ingenieurinformatik mit Schwerpunkt Produktionsinformatik.

Das Prinzip dabei: Auf einem konventionell gefertigten Grundkörper werden mittels Laserstrahlschmelzen komplexe Strukturen aufgebaut. Anders formuliert: Bei dieser LBM-Hybridbauweise wird der 3D-Druck nur dort verwendet, wo er im Vergleich zu kostengünstigeren konventionellen Technologien echten Mehrwert stiftet.

Zeit- und kostenintensive Prozessschritte bereinigen

Vereinzelt findet diese Bauweise bereits Anwendung. Allerdings, so Schilps Mitarbeiter Benedikt Schmiegel, seien die bisher entwickelten Prozessketten noch von vielen zeitintensiven, teilweise manuellen Tätigkeiten geprägt. Dies führe dazu, dass die Bauweise häufig keine Anwendung findet. „In kommenden drei Jahren werden wir im Rahmen von AutoHybrid die zeitintensiven Prozessschritte identifizieren, um sie dann – zum Beispiel mit Software-Tools zur Unterstützung der Konstrukteure – zu bereinigen.“

Große Chancen für Stärkung industrieller Wertschöpfung 

Vor dem Hintergrund der Digitalisierung in der Produktion bietet eine auch unter ökonomischen Gesichtspunkten sinnvolle Kombination aus additiven und konventionellen Verfahren, wie sie mit AutoHybrid angestrebt wird, gerade an Hochlohnstandorten große Chancen und Möglichkeiten zur Weiterentwicklung und Stärkung der industriellen Wertschöpfung. Das ist auch ein Grund dafür, dass sieben Industriepartner das Projekt mit unterstützen. Und dies mit dem Effekt, dass die Idee somit von Anfang an auf ihre Umsetzbarkeit hin geprüft werden kann.

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Noch sind die Kosten hoch und die Fertigungsdauer lang

3D-Druckverfahren ermöglichen im Vergleich zu konventionellen Fertigungstechnologien – etwa zum Fräsen, Gießen oder Umformen – eine höhere Designfreiheit. So können im 3D-Druck auch geometrisch hochkomplexe Strukturen wie zum Beispiel innenliegende Kühlkanäle gefertigt werden. Ein Nachteil ist, dass der hohe Designfreiheitsgrad häufig mit hohen Kosten und einer langen Fertigungsdauer einhergeht.

Konventionelle Technologien sind demgegenüber, was die Umsetzung geometrisch komplexer Bauteile angeht, in der Regel begrenzter. Dafür können mit ihnen einfache Strukturen schneller und günstiger gefertigt werden.

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„Die Kombination konventioneller Technologien mit dem 3D-Druck in einer Prozesskette birgt nun ein großes Potential, um den 3D-Druck für ein breites Portfolio an Bauteilen wirtschaftlich nutzbar zu machen und so hohe Stückzahlen wirtschaftlich sinnvoll fertigen zu können“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Johannes Schilp, Inhaber des Augsburger Lehrstuhls für Ingenieurinformatik mit Schwerpunkt Produktionsinformatik.

Das Prinzip dabei: Auf einem konventionell gefertigten Grundkörper werden mittels Laserstrahlschmelzen komplexe Strukturen aufgebaut. Anders formuliert: Bei dieser LBM-Hybridbauweise wird der 3D-Druck nur dort verwendet, wo er im Vergleich zu kostengünstigeren konventionellen Technologien echten Mehrwert stiftet.

Zeit- und kostenintensive Prozessschritte bereinigen

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Große Chancen für Stärkung industrieller Wertschöpfung 

Vor dem Hintergrund der Digitalisierung in der Produktion bietet eine auch unter ökonomischen Gesichtspunkten sinnvolle Kombination aus additiven und konventionellen Verfahren, wie sie mit AutoHybrid angestrebt wird, gerade an Hochlohnstandorten große Chancen und Möglichkeiten zur Weiterentwicklung und Stärkung der industriellen Wertschöpfung. Das ist auch ein Grund dafür, dass sieben Industriepartner das Projekt mit unterstützen. Und dies mit dem Effekt, dass die Idee somit von Anfang an auf ihre Umsetzbarkeit hin geprüft werden kann.

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