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maschine+werkzeug 07/2018

Die Fabrik zum Mitnehmen

Technologie

Additive Manufacturing - Das Fraunhofer IPA hat gemeinsam mit Partnern die mobile Fabrik entwickelt. Die komplette, automatische Produktionslinie steckt in einem Container und lässt sich per Lkw an beliebige Orte verfrachten.

Bei komplizierten Knochenbrüchen setzen viele Chirurgen auf Knochenbohrschablonen. Sie helfen ihnen dabei, die Schrauben optimal zu platzieren. Da die Schablonen aber nur an wenigen Standorten gefertigt werden, kann es bis zu einer Woche dauern, bevor sie im jeweiligen Krankenhaus ankommen. Mit der mobilen Fabrik ›Cassa Mobile‹ soll sich das ändern.

Sie ist das Ergebnis einer Kooperation von zwölf europäischen Unternehmen und Instituten unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, das auch die Idee und das Konzept entwickelt hat. »Über die mobile Fabrik lässt sich die Lieferzeit von bis zu einer Woche auf zwei Tage verkürzen«, sagt Raphael Adamietz, Projektleiter am IPA. Übersetzt heißt das Wort Cassa Mobile so viel wie Container. Zwar sieht der grün-weiße Container unscheinbar aus, doch in seinem Inneren verbirgt sich eine intelligente Minifabrik, die für den Betrieb nur noch Strom, Wasser und Druckluft benötigt.

Das Kernmodul der Produktionsanlage ist ein 3D-Drucker, der am IPA entwickelt wurde. »Für den Druck kombinieren wir zwei Materialien: Für das Bauteil selbst verwenden wir üblicherweise Polyamid. Die Stellen, an denen wir später kein Material haben wollen, füllen wir zunächst mit einem Supportmaterial, das wir anschließend in einem Lösungsmittel entfernen«, erläutert Adamietz.

Auf diese Weise können die Forscher dreidimensionale frei geformte Strukturen herstellen. Die Druckmaterialien liegen dabei als aufgerollte Kunststoffschnüre vor, die linienförmig aufgeschmolzen werden. Damit die Oberfläche homogen und das Bauteil maßhaltig wird, heizen die Forscher auch den Bauraum auf. Eine Kamera überwacht den gesamten Druckvorgang und hilft, Fehler sofort zu korrigieren. Das reduziert Ausschuss, verbessert die Qualität und spart aufwendige manuelle Kontrollen. Die produzierten Bauteile sind daher bereits sehr exakt. Sollte eine Oberfläche einmal nicht ideal sein, kann sie über ein Fräsmodul nachbearbeitet werden.

Sind sterile Produkte gefordert wie bei der Knochenbohrschablone, so wird das Produkt nass gereinigt, mit Wasserdampf sterilisiert und steril verpackt. Damit die Luft im Container rein ist und bleibt, wird sie ständig umgewälzt und durch Luftfiltereinheiten gedrückt, die Verunreinigungen herausfischen. Ein zentraler Rechner verbindet alle Komponenten und steuert das gesamte Produktionssystem.

www.fraunhofer.de

  • Aufstellung des Containers auf dem Campus. Bild: Fraunhofer IPA

    Aufstellung des Containers auf dem Campus. Bild: Fraunhofer IPA

  • Im Inneren befindet sich ein modulares und intelligent vernetztes Fertigungssystem auf kleinster Fläche. Bild: Fraunhofer IPA

    Im Inneren befindet sich ein modulares und intelligent vernetztes Fertigungssystem auf kleinster Fläche. Bild: Fraunhofer IPA

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