Pilotprojekt NextGenAM

Premium AEROTEC, EOS und Daimler machen 3D-Druck billiger

Symbolbild. Premium AEROTEC in Augsburg. Foto: Archiv/Iris Zeilnhofer/B4B WIRTSCHAFTSLEBEN SCHWABEN
Die Partner Premium AEROTEC, EOS und Daimler schlossen Ende April das Projekt „NextGenAM“ ab. Dabei handelt es sich um eine Pilotanlage für ein automatisiertes „3D-Druck“-Verfahren der nächsten Generation.

Im Mai 2017 war es nur eine Vision. Zwei Jahre später können den Projekt-Partner Premium AEROTEC, EOS und Daimler den erfolgreichen Abschluss von „NextGenAM“ bekannt geben. Ziel war es, eine digitalisierte Fertigungslinie zu entwickeln, die Aluminiumteile für die Auto- und Luftfahrtbranche deutlich wirtschaftlicher fertigen kann als bisher – mit Erfolg. Bezogen auf den gesamten Produktionsprozess bei Premium AEROTEC konnten die Herstellungskosten verglichen mit bisherigen Anlagen für 3D-Druck um bis zu 50 Prozent reduziert werden.

So funktioniert die Anlage

Möglich macht dies eine skalierbare additive Produktionskette, welche vollautomatisiert bis zum mechanischen Absägen der gedruckten Teile von der Trägerplatte erfolgt. Das bedeutet, dass von der Datenvorbereitung und zentralen Pulverbereitstellung über den eigentlichen Additive Manufacturing(AM)-Bauprozess bis hin zur Wärmebehandlung, Qualitätssicherung und Separierung der Bauteile keine manuellen Arbeiten mehr anfallen. Technischer Kern der Anlage ist ein Vier-Laser-System zum metallbasierten industriellen 3D-Druck. Ein fahrerloses Transportsystem und Roboter sorgen für einen reibungslosen Durchlauf der Teile durch die gesamte Produktionslinie.

Der gesamte Produktionsprozess steuert sich selbst ohne Bedienpersonal über einen zentralen, autonomen Leitstand. Grundlage ist die Vernetzung aller eingesetzten Maschinen. Die Auftragsdaten werden an den Leitstand übertragen, dieser priorisiert die einzelnen Bauaufträge und ordnet sie einem AM-System zu. Während des Bauvorgangs ist der Fertigungsstatus auch ortsunabhängig mobil abrufbar. Nach Abschluss der kompletten Produktionskette werden die Qualitätsberichte zentral zurück an den Leitstand gesendet. Dieser stellt alle benötigten Daten zur Erstellung eines digitalen Zwillings bereit, was unter anderem eine umfassende Rückverfolgbarkeit ermöglicht.

EOS: Wirtschaftlich Einsatz auch in Serienfertigung

Die heutige Pilotanlage ist bereits in der Lage, Bauteile automatisiert in Serienqualität herzustellen. Das freut besonders Dr. Adrian Keppler, CEO EOS: „Wir sind sehr stolz auf das, was wir gemeinsam mit unseren Partnern Premium AEROTEC und Daimler erreicht haben. Das NextGenAM-Projekt zeigt ganz konkret, wie der industrielle 3D-Druck als Teil einer automatisierten Prozesskette auch in der Serienfertigung wirtschaftlich Einsatz finden kann. In Kombination mit den genutzten Möglichkeiten der Digitalisierung ist die Pilotanlage nicht weniger als ein Meilenstein auf dem Weg zur digitalen Fertigung.“

„Wichtiger Baustein in unserer Strategie“

„Im Flugzeugbau ist Premium AEROTEC bereits heute internationaler Vorreiter im Bereich des metallischen 3D-Drucks. Diese Expertise gilt es nun weiter auszubauen und auch in anderen Branchen erfolgreich zum Einsatz zu bringen“, so Dr. Thomas Ehm, der Vorsitzende der Geschäftsführung von Premium AEROTEC. „Der erfolgreiche Abschluss von NextGenAM ist hierfür ein weiterer wichtiger Baustein in unserer Strategie.“ Das Unternehmen fertigt auf der Technologiestraße bereits Teile für Daimler. Dabei handelt es sich um einen Halter beim Lkw-Dieselmotor.

Daimler analysiert Einsatz bei LKW, PKW und Bus

Gerade im Ersatzteil-Bereich eignet sich das 3D-Druckverfahren. Selten benötigte Teile können im Falle eines Werkzeugdefekts oft günstiger nachgefertigt werden als im Sand- oder Druckguss. Die ersten Anfragen für 3D-gedruckte Omnibus-Ersatzeile aus Aluminium werden aktuell im Center of Competence 3D-Printing bei Daimler Buses geprüft. Darüber hinaus wird auch im Bereich PKW in der Analyse über Einsatzmöglichkeiten nachgedacht.

„Für Kleinstserien von Neufahrzeugen (Limited Editions) eignet sich Additive Manufacturing ebenfalls. Durch gezielte Entwicklung der Teile speziell für den 3D-Druck können die Produktionskosten weiter gesenkt und die Qualität optimiert werden“, so Jasmin Eichler, Leiterin Future Technologies bei der Daimler AG. „Besonders sinnvoll ist der 3D-Druck auch bei der Vorentwicklung von Fahrzeugen. Die benötigten kleinen Stückzahlen können mit Additive Manufacturing oft günstiger und schneller hergestellt werden, als mit herkömmlichen Produktionsverfahren.“ Das gilt für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ebenso wie für Elektroautos.

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So funktioniert die Anlage

Möglich macht dies eine skalierbare additive Produktionskette, welche vollautomatisiert bis zum mechanischen Absägen der gedruckten Teile von der Trägerplatte erfolgt. Das bedeutet, dass von der Datenvorbereitung und zentralen Pulverbereitstellung über den eigentlichen Additive Manufacturing(AM)-Bauprozess bis hin zur Wärmebehandlung, Qualitätssicherung und Separierung der Bauteile keine manuellen Arbeiten mehr anfallen. Technischer Kern der Anlage ist ein Vier-Laser-System zum metallbasierten industriellen 3D-Druck. Ein fahrerloses Transportsystem und Roboter sorgen für einen reibungslosen Durchlauf der Teile durch die gesamte Produktionslinie.

Der gesamte Produktionsprozess steuert sich selbst ohne Bedienpersonal über einen zentralen, autonomen Leitstand. Grundlage ist die Vernetzung aller eingesetzten Maschinen. Die Auftragsdaten werden an den Leitstand übertragen, dieser priorisiert die einzelnen Bauaufträge und ordnet sie einem AM-System zu. Während des Bauvorgangs ist der Fertigungsstatus auch ortsunabhängig mobil abrufbar. Nach Abschluss der kompletten Produktionskette werden die Qualitätsberichte zentral zurück an den Leitstand gesendet. Dieser stellt alle benötigten Daten zur Erstellung eines digitalen Zwillings bereit, was unter anderem eine umfassende Rückverfolgbarkeit ermöglicht.

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Gerade im Ersatzteil-Bereich eignet sich das 3D-Druckverfahren. Selten benötigte Teile können im Falle eines Werkzeugdefekts oft günstiger nachgefertigt werden als im Sand- oder Druckguss. Die ersten Anfragen für 3D-gedruckte Omnibus-Ersatzeile aus Aluminium werden aktuell im Center of Competence 3D-Printing bei Daimler Buses geprüft. Darüber hinaus wird auch im Bereich PKW in der Analyse über Einsatzmöglichkeiten nachgedacht.

„Für Kleinstserien von Neufahrzeugen (Limited Editions) eignet sich Additive Manufacturing ebenfalls. Durch gezielte Entwicklung der Teile speziell für den 3D-Druck können die Produktionskosten weiter gesenkt und die Qualität optimiert werden“, so Jasmin Eichler, Leiterin Future Technologies bei der Daimler AG. „Besonders sinnvoll ist der 3D-Druck auch bei der Vorentwicklung von Fahrzeugen. Die benötigten kleinen Stückzahlen können mit Additive Manufacturing oft günstiger und schneller hergestellt werden, als mit herkömmlichen Produktionsverfahren.“ Das gilt für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ebenso wie für Elektroautos.

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