07.12.2017

Additive Fertigung von Metallbauteilen beschleunigen

Unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ist in Aachen das Fraunhofer-Fokusprojekt 'futureAM' gestartet. In den kommenden drei Jahren sollen darin die Voraussetzungen für deutliche Technologiesprünge im Bereich Additive Manufacturing mit metallischen Werkstoffen (Metall AM) geschaffen werden.

Insgesamt sechs Projektpartner arbeiten an 'futureAM‘ mit: die Fraunhofer-Institute ILT, IWS, IWU, IGD und IFAM sowie das LZN Laser Zentrum Nord. Ein konkretes Ziel des Fokusprojektes ist es, die additive Fertigung von Metallbauteilen signifikant zu beschleunigen und gleichzeitig die Herstellungskosten zu reduzieren. Mit neuartigen Anlagenkonzepten sollen zudem derzeitige Beschränkungen der Baugröße aufgehoben werden.

„Die Forschungsplattform soll neue digitale Prozessketten, skalierbare und robuste AM-Prozesse, Systemtechnik und Automatisierung entwickeln und außerdem die Palette an verarbeit- und bezahlbaren Werkstoffen erweitern“, erklärt Prof. Johannes Henrich Schleifenbaum, Koordinator von 'futureAM' und Director Additive Manufacturing and Functional Layers am Fraunhofer ILT in Aachen .

Die Projektpartner haben vier Handlungsfelder definiert, in denen der technologische Vorsprung gesichert werden soll:
1. Industrie 4.0 und digitale Prozessketten
2. skalierbare und robuste AM-Prozesse
3. Werkstoffe
4. Systemtechnik und Automatisierung.

Herstellung von Demonstratorbauteilen im Virtual Lab

Die 'futureAM'-Plattform zeichnet sich durch Praxisnähe aus, die auf langjährigen eigenen Erfahrungen der beteiligten Institute mit Metall AM basiert. „Es ist vielen nicht bekannt, dass bereits einige Firmen Additive Manufacturing für die Serienfertigung nutzen − etwa zur Produktion von Zahnersatz, Implantaten oder Turbinenkomponenten“, sagt Prof. Schleifenbaum. „Aufbauend auf diesen ersten Pionierleistungen geht es uns jetzt um die ganzheitliche Realisierung einer neuen Generation von Metall AM entlang der gesamten Prozesskette. Die vollständige Digitalisierung der Prozesskette, neue Werkstoffe, innovative Designmöglichkeiten und einen um den Faktor 10 beschleunigten Herstellungsprozess sind die Zielvorgaben“.

Dazu kooperieren die sechs Projektpartner in einem Virtual Lab mit einer geschlossenen digitalen Abbildung der Kompetenzen und Ausstattung der beteiligten Institute. Jeder Entität – ob Maschine oder Produkt – wird ein 'Digital Twin' zugeordnet und beschrieben. Auf der Grundlage dieser Digital Twins können mittels Modellierung und Simulation reale Systeme optimiert werden. Dies dient beispielsweise der Fehlerdiagnose, der prädiktiven Analyse oder der Produkt- und Prozessoptimierung. Die Rolle des Menschen wandelt sich weg von der heutigen zentralen Planungsinstanz hin zur Entscheidungs- und Überwachungsinstanz. Autonome Systeme innerhalb des virtuellen Labors unterstützen den Menschen vor Ort durch geeignete Auswerte- und Monitoring-Tools. Das Virtual Lab liefert somit eine vollständige digitale Transparenz.

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Inhaltsverzeichnis

• 1: Additive Fertigung von Metallbauteilen beschleunigen
• 2: Das Laser Zentrum Nord wird Fraunhofer-Institut