additive 1.2019

Eine Sonderausgabe von 

01-2019 

www.additive.industrie.de | € 18,50 

Interview Vyomesh Joshi, Präsident und CEO, 3D Systems Seite 20 

Pulverbettverfahren Zahnersatz zehnmal schneller drucken Seite 24 

mav Innovationsforum Die Highlights der additiven Fertigung Seite 59 

Special 

Qualitätssicherung 

Seite 78

2 additive März 2019

Editorial 

GrindTec 

Robotik und Additive Fertigung 

finden nicht zusammen 

■■■■■■ 

Man könnte meinen, man hätte ein Traumpaar vor 

Augen: Roboter und 3D-Drucker für Metall. Aber nein, obwohl 

die Additive Fertigung schon reif für die Serie ist, bislang noch 

für kleinere und mittlere Losgrößen, haben wir weder von den 

Anlagenherstellern noch von den Anwendern gehört, dass der 

Kollege Roboter in die Fertigung miteingebunden wäre. Zu 

Komplex seien die Bauteilentnahme und die darauffolgenden 

Prozessvorbereitungen um die Arbeiten mannlos ablaufen 

lassen zu können. 

Damit eine automatisierte 

additive Großserienfertigung 

Realität werden kann, muss 

der gesamte Fertigungsprozess 

neu gedacht 

werden. Ähnlich wie bei der 

Bauteilkonstruktion braucht 

es für die Additive Fertigung 

völlig neue Prozessschritte 

mit eigenen Produktionsmitteln. 

Mobile Roboter mit abgeschlossenen 

Transportkammern 

könnten ebenso 

wie in die Maschinen integrierte 

Leichtroboter eingesetzt werden. Was allerdings beim 

Metall-3D-Druck heute schon funktioniert, ist die Integration 

möglichst vieler Prozessschritte in einer Anlage. So sind etwa das 

Entpulvern und Reinigen schon voll automatisiert worden. 

Wie sooft hängt die Tauglichkeit einer Technologie für die Serienfertigung 

auch von der Branche ab. In der Dentalindustrie 

ist der 3D-Druck laut Trumpf schon weit verbreitet. Vor allem 

größere Dentallabore fertigen individuellen Zahnersatz wie Brücken 

und Kronen bereits in Serie (Seite 24). Auch Start-ups wie 

Solidteq, einem Spezialist für den 3D-Druck in Metall, haben 

sich schon fit gemacht für die Serienfertigung (Seite 30). Die 

Qualitätssicherer haben sich des Themas Serienproduktion 

ebenfalls schon angenommen. Dabei wurde gleich die gesamte 

Prozesskette anvisiert (Seite 78). 

In dieser Ausgabe haben wir zudem zahlreiche Highlights der 

Sonderschau „Additive Fertigung“ des 11. mav Innovationsforums 

mit aufgenommen, welches am 21. März in Böblingen 

stattgefunden hat. Ab Seite 59 erfahren Sie was die Technologieführer 

auf dem Branchentreff präsentiert haben. 

■ 

Frederick Rindle 

Stellv. Chefredakteur 

frederick.rindle@konradin.de 

GrindTec 

2020 

Weltleitmesse der 

Schleiftechnik 

18. – 21. März 

Messe Augsburg 

Top-Ergebnisse für die 643 Aus– 

steller, Bestnoten von den 19.100 

Besuchern aus 54 Nationen: 

97% 

96% 

Weiterempfehlungsbereitschaft 

Wiederbeteiligungsabsicht 

96 % der Aussteller * sind voraussichtlich 

2020 wieder mit dabei. 

* Gelszus Messe-Marktforschung, Dortmund 

Informationen + 

Anmeldeunterlagen 

www.grindtec.de 

Fachlicher Träger: FDPW Fachverband der 

Präzisionswerkzeugmechaniker, www.fdpw.de 

Veranstalter: AFAG Messen u. Ausstellungen GmbH 

additive März 2019 3 

Am Messezentrum 5, 86159 Augsburg, www.grindtec.de

Inhalt 01-2019 

Wissenschaftler des Fraunhofer 

LBF bei Versuchen 

zur Charakterisierung des 

bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens 

additiv 

gefertigter Strukturen. 

Bild: Raapke/Fraunhofer LBF 

86 

FOKUS Neue Geschäftsmodelle 

24 Hochpräziser 3D-Druck für neue Dentalprodukte: 

Multilaser-Anlage von Trumpf produziert Zahnersatz 

zehnmal so schnell wie konventionelle Verfahren 

26 „Die Kunden möchten es – wir können es“ – 

Werkzeughersteller Horn wird Lohnfertiger 

29 Porsche zeigt wie mit Additiver Fertigung Geld 

verdient werden kann 

30 Start-up unterwegs zur Serienfertigung – Effiziente 

Integration in bestehende Produktionsumgebungen 

PROJEKT DES MONATS 

32 Märklin sortiert die vielen Technologien, Materialien 

und Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Drucks – Der 

Lohn: Innovationsimpulse im Vorrichtungsbau und 

der Direktfertigung 

01 Anlagen 

36 Havells Sylvania setzt in Zusammenarbeit mit 3D 

Systems auf additiv gefertigte Brenner aus Inconel 

38 3D-Druck für Mountainbikes: Atherton Bikes macht 

Tempo mit Additiver Fertigung von Renishaw 

40 DMG Mori: Full-Liner für die Additive Fertigung: 

additive Anlagen mit CNC-Maschinen kombiniert 

43 Ford-Ingenieure drucken Krümmer für Ken Blocks 

„Hoonitruck“ 

44 Sintratec: Drucken, Entpulvern und Aufbereiten in 

einem System 

46 Orbex druckt das weltweit größte einteilige Raketentriebwerk 

auf einer SLM 800 

48 Solidteq: Neuer Herstellprozess optimiert Hydraulikblock 

50 Weiss Spindeltechnologie nutzt Vorteile des Laserauftragsschweißens 

für die Instandhaltung 

52 3D-Drucksystem von Voxeljet spart Zeit und Kosten 

im Prototypenbau bei LED-Lampenhersteller 

56 Arburg zeigt Turnkey-Anlage, die Vakuumgreifer„on 

demand“ fertigt 

58 VW setzt auf neuestes 3D-Druck-Verfahren von HP 

SPECIAL Qualitätssicherung 

78 Gesamte Prozesskette im Visier – Qualitätssicherung 

in der Additiven Fertigung 

81 Neuer Galvo-Scanner von Aerotech nimmt die 

Qualität des Laserstrahls in den Fokus 

82 Ophir: Verlässliche Messtechnik für das Selective 

Laser Manufacturing 

83 Thermoplastischen 3D-Druck in Echtzeit 

überwachen 

02 Post-Processing 

84 Flexible Laserrauch-Absaugung: Serie neuer mobiler 

Absauggeräte von ULT 

85 Rösler: Metallische AM-Bauteile vollautomatisiert 

nachbearbeiten, veredeln und polieren 


Eine Sonderausgabe von 

Industrie 

20 

Vyomesh Joshi, 

President und CEO, 

3D Systems: „Die 

Kombination aus 

Software, Hardware 

und Material hebt uns 

von anderen ab.“ 

Bild: additive/Kieß 

26 

Die 3D-Druck-Experten 

der Paul Horn 

GmbH: Dr. Matthias 

Luik (li), Leiter F&E, 

und Dr. Konrad 

Bartkowiak, Fertigungsleiter 

Additive Fertigung 

diskutieren die Chancen 

als Lohnfertiger. 

Bi ld: Horn 

Das 

Kompetenz- 

Netzwerk 

der Industrie 

03 Forschung 

86 Fraunhofer LBF entwickelt Bewertungsmethodik für 

additiv gefertigte Bauteile 

87 Eine Maschine mit zwei Verfahren ermöglicht 

schnellere Produktion von Polymerstrukturen 

Rubriken 

18 Medienmarkenen 

für alle wichtigen 

Branchen der Industrie 

Information 

n, Inspiration ion und 

Vernetzung 

für Fach- und Führungskräft 

te in der Indus 

ustrie 

Praxiswissen 

über alle Kanäle: 

Fachzeitschr riften, Websites, Events, 

Newsletter, Whitepaper, Webinare 

8 Titelgeschichte: Additive Fertigung schafft neue 

Strukturen – wie das Beispiel Siemens zeigt 

14 Aus der Branche 

20 Interview: Vyomesh Joshi, Präsident und CEO, 

3D Systems 

59 mav Innovationsforum 

88 Blickfang 

90 Impressum 

Zum Titelbild 

Das Bild zeigt einen Fenchelbrenner 

aus der Prozessindustrie, 

der mithilfe 

von 3D-Druck hergestellt 

wurde. Im Hintergrund 

sind die vier Schlüsseltechnologien 

(Directed Energy 

Deposition, Material 

Extrusion, Powder Bed 

Fusion, Jetting) dargestellt. 

Bild: Siemens 

additive März 2019 

01-2019 

Interview Vyomesh Joshi, Präsident und CEO, 3D Systems Seite 20 

Pulverbettverfahren Zahnersatz zehnmal schneller drucken Seite 24 

mav Innovationsforum Die Highlights der additiven Fertigung Seite 59 

Special 

Qualitätssicherung 

Seite 78 

www.additive.industrie.de | € 18,50 

Die passenden Medien für Sie 

und Ihre Branche: 

konradin.de/industrie 

media.industrie.de

Praxis-Highlights 

Der Stuntfahrer Ken Block feiert im 

Internet Erfolge mit seinem neuen 

„Hoonitruck“, einem spektakulär 

um gebauten Ford F-150, Baujahr 1977. 

Bild: Ford 

Atherton Bikes macht Tempo mit 

additiver Fertigung von Renishaw. 

Bild: Renishaw 

43 

46 

Das Raumfahrtunternehmen Orbex hat das weltweit größte 

3D-gedruckte Raketentriebwerk vorgestellt. Das Triebwerk könnte 

die Raumfahrt verändern. Bild: SLM 

38 

50 

Weiss Spindeltechnologie 

nutzt die Vorteile 

des Laserauftragsschweißens 

für die Instandhaltung: 

Oskar Neuner, Leiter 

Reparatur bei Weiss 

(re.), begutachtet gemeinsam 

mit einem Mitarbeiter 

eine instandgesetzte Werkzeugaufnahme. 

Bild: Weiss 

Highlights der additiven Fertigung 

59 

Die Highlights der Sonderschau „Additive Fertigung“ des mav 

Innovationsforums kompakt zusammengestellt. 


Industrie 

Das Kompetenznetzwerk der Industrie 

Veranstalter: 

additive 

manufacturing circle 

auf der EMO, 16. – 21. September 2019 

Ausstellereinladung 

Präsentieren Sie der Elite der Zerspanung 

Ihre 3D-Druck-Kompetenzen 

Der „additive manufacturing circle“ auf der EMO 2019 ist ein 

Besuchermagnet ersten Ranges. Additive Fertigungsverfahren 

finden immer mehr Einzug in die industrielle Produktion und bieten 

spannende Alternativen. Der Informationsbedarf hierfür ist riesig. 

Wir laden Sie herzlich ein, sich auf der Weltleitmesse der 

Metallbearbeitung mit Ihren additiven Lösungen zu präsentieren! 

Nationale und internationale Technologieführer präsentieren: 

» Dienstleistungen in der additiven Fertigung 

» Qualitätsmanagement und Messtechnik 

» Digitalisierungs- und Softwarelösungen 

» Materialien und Werkstoffe 

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Jetzt 

anmelden! 

Ihr Leistungspaket umfasst: 

✔ Gemeinschaftsstand 12m² inkl. Gestaltung, Standbau, Catering 

✔ 25-Minuten Vortrag 

✔ Crossmediale Leistungen vor, während und nach der Messe 

✔ Integration in die Einladungswerbung DE/EN 

✔ Kostenfreies EMO-Gastkartenkontingent 

… und vieles mehr 

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Bitte wenden Sie sich gerne an uns! 

Auf der Messe: 

Ihre Ansprechpartnerin bei Konradin: 

Ihr Ansprechpartner beim VDW: 

Verena Benz 

Joachim C. Onnen 

Ernst-Mey-Str. 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen Corneliusstraße 4, 60325 Frankfurt am Main 

Bild: Mapal 

Phone +49 711 75 94 332 

Phone +49 69 756081-57 

Fax +49 711 75 94 1332 

Fax +49 69 756081-74 

additive März 2019 verena.benz@konradin.de 

j.onnen@vdw.de 

7

Titelgeschichte 


DMG Mori Lasertec 65 

3D im Additive Manufacturing 

Experience 

Center (AMEC) von 

Siemens in Erlangen. 

Bild: Siemens 

Additive Fertigung schafft neue Strukturen – wie das Beispiel Siemens zeigt 

Start-up im Konzern 

Ein junges dynamisches Start-up und ein global agierender Großkonzern? 

Das passt nur schwer zusammen, sollte man meinen. 

Siemens zeigt sich im Bereich der additiven Fertigung jedoch als 

Teil des offenen Ecosystems und zeigt hiermit zumindest Züge 

eines jung-dynamischen Kleinbetriebes. 

Autorin: Andrea Kerber, Head of Communications Drives and Applications, Siemens AG 

additive März 2019 9


■■■■■■ Es hätte ein geheimes Labor 

werden sollen, und das sieht man ihm auch 

an: In einer großen Werkshalle, die Luft voller 

Lärm und Maschinenrattern, verborgen 

hinter Regalen und Bauteilen, liegt von außen 

gänzlich unerwartet ein schmucker Präsentationsraum 

und empfängt den Besucher 

in einer Hochglanzatmosphäre, wie man sie 

sonst nur von Industriemessen gewohnt ist. 

Offiziell eröffnet wurde das Additive 

Manufacturing Experience Center (AMEC) 

in einer Werkshalle auf dem Erlanger Siemens-Gelände 

Anfang April vergangenen 

Jahres. Innerhalb kurzer Zeit informierten 

sich mehr als 2300 Besucher in über 200 

Gruppen über den Siemens-Weg innerhalb 

des Megatrends der additiven Fertigung. Eine 

Idee, die zu Beginn vor allem Siemens- 

Mitarbeiter nutzten, die dann aber schnell 

externe Nachahmer unter potenziellen Partnern 

und Kunden fand: Besuchergruppen 

aus 15 Ländern, darunter die deutschsprachigen 

Nachbarn, aber auch Gruppen aus 

China, Südafrika und Amerika. 

Geheime Versuche im Labor sind angesichts 

solcher Besucherzahlen nicht mehr 

denkbar – eine Idee, von der sich die Organisatoren 

auch früh verabschiedet hatten, 

wie Dr. Karsten Heuser, Leiter des AMEC 

erklärt: „Uns war schnell klar, dass in der 

Offenheit und Vernetzung mehr Erfolgsaussichten 

liegen. Maschinenbauer, Maschinenbetreiber 

und Unternehmen, die Werkstücke 

im industriellen Maßstab mit 3D-Druck 

konstruieren wollen, bringen wir hier zusammen. 

Zu Beginn waren hier nur graue 

Wände, doch aus den Messen heraus ist die 

Idee geboren, das Thema AM (Additive Manufacturing) 

auch professionell zu präsentieren.“ 

Funktionierende Prozesse 

Die Intention lautet, das durchaus komplexe 

Portfolio der Siemens-Einheit Digital 

Factory ganzheitlich darzustellen. Im Unterschied 

zu einer Messe hat das junge Team in 

der Abgeschiedenheit der Werkshalle Stück 

für Stück funktionierende Prozesse aufgebaut. 

Zu Beginn mit nur zwei Maschinen, 

die jedoch die digitale Verkettung von der 

CAD-Zeichnung über die gesamte Software 

bis hin zur Maschine zeigt, samt der dazu 

notwendigen Infrastruktur aus Steuerungen, 

Servern, Feldbussen etc. 

Diese digitale Prozesskette wird durch 

die Siemens-NX-Software abgebildet: Das 

CAD/CAM/CAE-Programm unterstützt 

Produktentwickler bei der Arbeit. Die aktuelle 

NX-Version ist seit etwa einem Jahr am 

Markt erhältlich. Es erfüllt eine zentrale 

Nikolas Witter, einer der AM-Experten 

im AMEC, zeigt die additiv gefertigte 

Brennerfront. Bild: Siemems 

Funktion, wenn es darum geht, das Konzept 

des digitalen Zwillings mit Nutzwert aufzuladen. 

Grundlage ist die RFLP-Methode 

(Requirements, Functional, Logical und 

Physical), die innerhalb der Software logische 

und physische Domänen verbindet. 

Konstrukteure arbeiten und modellieren im 

Programm nahtlos mit Gitternetzstrukturen 

und präziser Geometrie. 

Besonders interessant für Konstrukteure, 

die ein generatives Design umsetzen: 

Sie können Werkzeuge für Konstruktionsoptimierung 

und Freiformmodellierung 

FIRST TIME RIGHT 

– SO LAUTET UNSER ZIEL! ES MUSS GANZ EINFACH DASSELBE PRODUKT HERAUS- 

KOMMEN, WIE ES DER KONSTRUKTEUR AM BILDSCHIRM GEPLANT HAT.“ 

Nikolas Witter, Business Development Manager, Siemens 


nutzen, sowie parametrische und nicht-parametrische 

Konstruktionen miteinander 

kombinieren. Früher eher sequentiell abgearbeitete 

Prozessschritte wie Elektrik-, Elektronik-, 

Mechanik- und Software-Design 

greifen nun innerhalb des Programmes 

während des gesamten Produktentwicklungsprozesses 

parallel ineinander. Entwickler 

von Verkabelungen und Kabelbäumen 

tauschen sich eng aus. Kostspielige und 

zeitaufwendige Nacharbeiten aufgrund von 

elektromechanischen Problemen werden 

vermieden. 

Konventionelles und additives 

Design im Vergleich. Bild: Siemens 

In feinen Facetten arbeiten 

Das nutzt auch der additiven Fertigung, 

denn vor allem die Arbeit an komplexeren 

Geometrien wird einfacher. So ist es in NX 

möglich, sogenanntes Convergent Modeling 

zu betreiben. Das bedeutet, dass direkt mit 

Facettengeometrien wie Leichtbaustrukturen 

gearbeitet wird. Das wiederum bewahrt 

Anwender vor dem Zwang, mehrere Programme 

hierfür zu nutzen. Bestehende Daten 

aus früheren NX-Versionen lassen sich 

weiterhin konsistent in aktuellen Versionen 

öffnen, ohne sie konvertieren zu müssen. 

Mit diesem Ansatz sind die Ingenieure 

überzeugt, lassen sich größere Schritte in die 

industrielle additive Fertigung hinein gehen: 

„Wir gehen davon aus, dass eine Design- 

Abteilung und eine Druckvorbereitungsabteilung 

zusammenarbeiten und nahtlos ihren 

Auftrag an einen Shopfloor weitergeben. 

Es werden auch zukünftig beim Thema 

additive Fertigung immer verschiedene Abteilungen 

sein, die harmonieren müssen“, erklärt 

Nikolas Witter, einer der AM-Experten 

im AMEC. Deswegen biete Siemens mit der 

Software Teamcenter ein Datenbackbone, 

das es ermöglicht, immer auf dieselben Datensätze 

zuzugreifen. 

Eines der herausragenden Merkmale sei 

diese Durchgängigkeit über alle Schritte der 

Wertschöpfungskette hinweg, sagt der Business 

Developer und Marketing Manager für 

additive Fertigung und erklärt den Ansatz: 

„Stellen Sie sich vor: Ein Designer legt ein 

Bauteil oder eine neue Revision an und der 

CAM-Experte sieht sofort und automatisch 

die Aktualisierung und greift auf dieselben 

Daten zu“. 

USB-Stick wird überflüssig 

Ein weiterer Vorteil sei, dass, um ein Bauteil 

herzustellen, die Softwareumgebung nicht 

verlassen werden muss. Normalerweise 

wird in einem CAD-Programm ein Bauteil 

entwickelt, das in einzelnen Softwaremodulen 

geladen ein Slicing durchläuft oder dem 

Stützstrukturen zugefügt werden. Anschließend 

wird in STL exportiert und häufig per 

USB-Stick oder SD-Karte an die Maschine 

gebracht. 

„Hier bei uns im Experience Center sieht 

der Besucher, dass diese Schritte nicht mehr 

notwendig sind: In Siemens-NX wird eine 

CAD-Datei erzeugt und in demselben Modul 

Slicing, Nesting und Hatching ausgeführt. 

Und auch der abschließende Export 

und die Arbeit mit dem STL-Format entfällt. 

Der Anwender arbeitet nativ mit seiner 

CAD-Geometrie bis zum Output, der an 

den Drucker geht“ schwärmt Witter. So entfalle 

vor allem die Gefahr, dass aufgrund 

von Systemgrenzen wichtige Informationen 

verloren gehen. 

Diese Durchgängigkeit von der CAD/ 

CAM/CAE-Programkette bis hin zur Maschine 

und darüber hinaus, die ein herausragendes 

Merkmal der Siemens-Lösung darstellt, 

wird im AMEC anhand des Programmmoduls 

NX Hybrid Additive Manufacturing 

und der Lasertec 65 3D hybrid 

von DMG Mori veranschaulicht. Als erste 

Maschine des AMEC zeigt sie den Anwendungsfall 

der Reparatur einer Kunststoff- 

Spritzgussform, die an reparaturbedürftigen 

Stellen zunächst zerspanend abgefräst, danach 

additiv mit Übermaß aufgebaut und 

schlussendlich zerspanend wieder in die 

exakt benötigte Form gebracht wird – in einer 

Aufspannung. 

Die Maschine ist für Witter ein willkommenes 

Beispiel zu zeigen, wie tief die Zusammenarbeit 

von Siemens mit einigen 

Werkzeugmaschinen-Herstellern ist: DMG 

Mori hat in der Lasertec 65 3D die Technologie 

des Pulverauftragsschweißens in ein 

bestehendes bewährtes Fräsmaschinenkonzept 

integriert. Die Maschine nutzt eine 

Sinumerik-840D-sl-CNC-Steuerung sowie 

Sinamics-S120-Antriebe und Simotics-Mo- 



toren, um die Werkzeug- und Teilebewegungen 

dabei präzise abzufahren. Um das Zusammenspiel 

der CNC-Steuerung mit dem 

Rest der Komponenten zu zeigen, werden 

komplexe Multi-Achs-Operationen wie bestimmte 

Rohrbearbeitungsschritte vorgeführt. 

Eine Kamera überwacht den Prozess. 

Beim Optimieren eigener Produkte lernen 

Doch das AMEC zeigt nicht nur, dass Siemens 

als Anbieter von Software- und Automationslösungen 

für Maschinen im Feld der 

additiven Fertigung aktiv ist. Auch Lerneffekte 

aus eigenen Anwendungen werden 

dem AM-Markt angeboten. Die gezeigten 

Fertigung, Spezialisten für die Oberflächenbearbeitung 

und Werkstoffwissenschaftler 

hatten sich diese spezielle Brennergeometrie 

vorgenommen. Als Ergebnis kam heraus, 

dass das konventionell aus 13 Einzelteilen 

zusammengesetzte Bauteil jetzt nur noch 

aus einem additiv gefertigten Stück besteht. 

Die zuvor komplex zu montierende Gasführung 

passiert jetzt innerhalb der Konstruktion. 

Hierzu wurden alle Funktionen des ursprünglichen 

Bauteils filetiert und als Funktionsbauteil 

additiv wieder zusammengeführt. 

wird von 15 auf bald 60 Maschinen auf - 

rüsten. 

Heraus aus der stillen Kammer 

Nun mag es innerhalb eines großen Unternehmens 

einfach sein, auf viele unterschiedliche 

Experten zuzugreifen. Doch wie sieht 

es bei kleinen Betrieben aus, die zwar die 

Software nutzen, nicht jedoch die geschulten 

Mitarbeiter im Zugriff haben? Unabhängig 

von der Größe eines Unternehmens 

seien cross-funktionale Einheiten gefragt, 

Additiv gefertigtes Design im Detail. Bild: Siemens 

Programme und Methoden werden eingesetzt, 

um eigene Produkte besser zu machen. 

Prominentes Beispiel ist die Siemens Division 

Power Generation Services in Finspang, 

Schweden. Hier werden Ersatzteile für Gasturbinen 

produziert. 

Auf der Suche nach Beispielen für Additiv-Anwendungen 

waren Experten auf die 

Brennerfronten innerhalb der Gasturbinen 

gestoßen. Im Falle der SGT-800-Gasturbine 

ragen 30 solcher unterarmlanger Bauteile 

mit der Spitze in eine Turbinen-Brennkammer 

hinein. Bei den konventionellen Köpfen 

sind von außen kleine Rohrleitungen und 

ein recht komplexer Aufbau zu erkennen. 

(siehe Bild oben rechts). 

Ein Team aus Entwicklern, Konstrukteuren, 

die in 3D denken, Experten für additive 

Arbeit in der 

Software NX. Bild: Siemens 

Das Ergebnis ist nicht nur der Wegfall 

vieler Montagestufen, sondern auch bessere 

Verbrennungswerte aufgrund von optimierten 

Strömungsprofilen und ausgeglichenen 

Temperaturschwankungen. Schweißen und 

Löten entfallen und die Anzahl an Qualitätsmerkmalen 

ist deutlich reduziert worden. 

Mittlerweile sind die Brennerfronten 

100 000 h real in einem EON-Kraftwerk getestet. 

Ein Beispiel, das im Konzern Schule 

macht. So nutzt der Geschäftsbereich Mobility 

additive Fertigung, um Bauteile herzustellen. 

Insgesamt sind bei Siemens über 

55 industrielle 3D-Druckmaschinen im Einsatz, 

um technische Entwicklung zu betreiben 

und das Thema konzernweit voranzubringen. 

Allein die Fertigung in Finspang 

wie die Digital-Factory-Einheit bei Siemens, 

sagt Witter. „Von der Auswahl des Ausgangspulvers, 

dem Design und den Schritten 

der Fertigung der gesamten Bearbeitungskette, 

bis hin zum letzten Schritt, der Qualitätssicherung: 

Wenn ein einzelner Ingenieur 

das in seinem stillen Kämmerlein versucht, 

wird es schwierig“, 

Wie es gehen könne, zeige das Beispiel 

Toolcraft, ein Mittelständler, der traditionellerweise 

zerspanend tätig sei. Nachdem eine 

Maschine und die Siemens-Software angeschafft 

waren, belegten drei Konstrukteure 

entsprechende Weiterbildungskurse bei Siemens 

und lernten, wie bionische Strukturen 

in Bauteilen umgesetzt werden. 

„Über den durchgängigen digitalen Zwilling 

sind sie immer in der Lage, den Druckprozess 

erst einmal auszuklammern und 

sich gezielter mit dem Einsatz des Bauteils 

zu beschäftigen, also den Funktionen, für 

die sie am Ende von ihrem Kunden bezahlt 


werden“, sagt Witter. Sie könnten über das 

Datenbackbone die späteren Kosten ermitteln, 

die Maschine schließlich digital laufen 

lassen und sehr schnell, ohne dass viel Geld 

in die Hand genommen werden müsse, den 

Gesamtprozess kennenlernen. Ergebnis für 

Toolcraft: Sie produzieren erfolgreich anspruchsvolle 

3D-Bauteile für Anwender, etwa 

aus der Formel 1. 

Weg durch den AM-Dschungel 

So wie es für kleinere Anwenderunternehmen 

eine große Herausforderung ist, die 

Komplexität der additiven Fertigung zu beherrschen, 

ist es für Siemens nicht trivial, die 

vielen verschiedenen Aspekte Software, Serkuspunkt 

weltweit, wenn man sich ganzheitlich 

über Additive Manufacturing informieren 

möchte, außerhalb von Messen wohl 

der meistbesuchte Punkt zum Thema AM.“ 

Die Anwendung ist der Leitfaden 

Doch was bedeutet ganzheitlich konkret? 

Bei AM gibt es eine große Vielfalt an Materialien 

und Maschinen. Für jede Anwendung 

sind andere Parameter entscheidend. 

Bei dem einen sind es Aufbaurate und Geschwindigkeit, 

beim anderen mögen es 

Funktionen wie innenliegende Kühlkanäle 

sein. Aus der Anwendung kristallisiert sich 

heraus, welche Drucktechnologie mit welchem 

Softwarefeature und welchen Mate- 

Reparatur einer Form für eine 

Drohne auf der DMG Mori 

Lasertec 65 3D. Bild: Siemens 

· 

Material Jetting (Werkstoff oder Hilfsmittelauftrag 

über eine Düse) 

Damit eine solche Integration gelingt, sind 

Partnerschaften wie die mit DMG Mori unerlässlich. 

Die Varianz der möglichen Prozesse 

verlangt jedoch nach mehr und so 

wird das Netzwerk stetig ausgebaut. Jüngstes 

Beispiel ist EOS: Der Maschinenhersteller 

und Siemens wollen künftig noch enger 

kooperieren. Steuerungs- und Antriebskomponenten 

von Siemens sind bereits Teil der 

neuen EOS-M-300-Serie für die additive 

Fertigung mit Metallwerkstoffen. Neu hingegen 

ist, dass sich die Datenaufbereitungsund 

Prozessmanagement-Software Eosprint 

2 von EOS nun auch in das Siemens-Software-Modul 

NX integrieren lässt. Und damit 

ein EOS-P-500-System für den industriellen 

3D-Druck mit Polymerwerkstoffen 

im AMEC gezeigt werden kann, wird in Erlangen 

gerade Platz geschaffen. 

Forschung in Entwicklung einbinden 

vices, Automatisierungslösungen, Maschinenkomponenten 

etc. darzustellen. Das Erfolgsrezept 

des Anwendungszentrums in Erlangen 

sei eben nicht, nur Siemens-Lösungen 

zu zeigen, eine einzelne Maschinen-Architektur 

oder einen einzigen Software-Hersteller, 

erklärt noch einmal AMEC-Leiter 

Heuser. Vielmehr würde in ausgesuchten 

produktionsfähigen Beispielen das Prinzip 

für den Anwender klar. „Unser Anspruch ist 

es, Additive Manufacturing umfassend zu 

betrachten. Ich behaupte: Wir sind der Forialien 

geeignet ist. Dem Anspruch der 

Ganzheitlichkeit gerecht zu werden, bedeutet 

derzeit für das Team des AMEC vor allem 

eines: aus- und umräumen. Im Laufe 

des Jahres sollen die vier Verfahren genutzt 

werden: 

· Directed Energy Deposition (Auftragsschweißen) 

· Material Extrusion (Kunststoff-Filamentdruck) 

· Powder Bed Fusion (Selektives Laserstrahlschmelzen) 

Weniger sichtbaren Raum nimmt die Entwicklungsarbeit 

mit Instituten ein. Optisch 

nicht so sichtbar, jedoch für die Zukunft 

von industriellen AM-Anwendungen unerlässlich 

ist beispielsweise die Qualitätskontrolle. 

Um die immer noch häufig auftretenden 

Produktionsfehler möglichst schon im 

Prozess zu erkennen, bzw. auszuschließen, 

haben sich Siemens-Experten und externe 

Forscher den Laser nicht nur als Produk - 

tionsmittel, sondern auch als Messinstrument 

vorgenommen. Aufbaufehler, die z. B. 

an Rändern auftreten können, werden in einer 

der neuen Entwicklungen durch den Laser 

gemessen, sodass im Prozess gegengesteuert 

wird. 

Von solchen Neuerungen wird nicht nur 

den kommenden Besuchergruppen erzählt, 

sondern sie werden auch auf einschlägigen 

Messen dem gesamten Ökosystem präsentiert. 

„Unser Ziel lautet: First time right! Es 

muss ganz einfach dasselbe Produkt herauskommen, 

wie es der Konstrukteur am Bildschirm 

geplant hat“, so Witter. ■ 

Siemens AG 

https://new.siemens.com/global/de/bran 

chen/maschinenbau/additive-fertigung.html 


Aus der Branche 

Termine 

„additive manufacturing circle“: 3D-Druck-Dienstleister präsentieren sich 

EMO rückt Additive 

Fertigung in den Fokus 

Hannover Messe 

01.04. – 05.04.2019 

Weltleitmesse der Industrie, Hannover 

www.hannovermesse.de 

3D Printing Europe 

10.04. – 11.04.2019 

Structural Electronics & Additive Manufacturing, 

Konferenz und Ausstellung, Berlin 

www.3dprintingeurope.tech 

5. Fachkonferenz 3D-Druck 

07.05. – 08.05.2019 

Additive Fertigung in der Automobilindustrie, 

München; www.sv-veranstaltungen/3ddruck 

Hermle 

08.05. – 11.05.2019 

Hausausstellung, Gosheim 

www.hermle.de 

■■■■■■ Unter dem Motto „Smart 

technologies driving tomorrow‘s production” 

rückt die EMO, die Weltleitmesse 

der Metallbearbeitung, den Paradigmenwechsel 

in der Produktion in 

den Fokus. Im Mittelpunkt des Interesses 

steht zunehmend die Entwicklung 

und Umsetzung neuer Funktionen und 

Technologien wie dem 3D-Druck. Das 

Team der „additive“ hat daher gemeinsam 

mit dem Messeveranstalter VDW 

(Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) 

den „additive manufacturing 

circle“ ins Leben 

gerufen. Er soll dem Trendthema 

Additive Fertigung auf der 

EMO 2019, die vom 16. bis 

21. September in Hannover 

stattfindet, ein ansprechendes Umfeld 

bieten. Dienstleister und Lohnfertiger 

der 3D-Druck-Branche finden dort eine 

Plattform vor, auf der sie ihre Kompetenzen 

und ihr Knowhow vorstellen 

und beispielhafte Werkstücke den Fachbesuchern 

der EMO präsentieren können. 

Die Veranstaltung stößt bereits 

jetzt bei führenden 3D-Druck-Unternehmen 

auf großen Zuspruch. Weitere 

Infos unter https://additive.industrie. 

de/am-circle-emo 

■ 

Technische Akademie Esslingen 

20.05.2019 

3D-Druck in der Praxis, Seminar, Ostfildern 

www.tae.de 

Technische Akademie Wuppertal 

21.05. – 22.05.2019 

Konstruieren für additive Fertigungsverfahren/ 

industriellen 3D-Druck, Seminar, Solingen 

Moulding Expo 

21.05. – 24.05.2019 

Internationale Fachmesse für Werkzeug-, 

Modell- und Formenbau, Stuttgart 

www.messe-stuttgart.de/moulding-expo 

Rapidtech und Fabcon 3D 

25.06. – 27.06.2019 

International Hub for Additive Manufacturing, Erfurt 

www.rapidtech-fabcon.de 

BME Verband 

09.07.2019 

1. BME-Thementag 3D-Druck – aktuelles Wissen im 

Einkauf, Frankfurt/M.; www.bme.de/eddruck 

EMO Hannover 

16.09. – 21.09.2019 

Weltleitmesse der Metallbearbeitung, mit „additive 

manufacturing circle“, Hannover 

https://additive.industrie.de/am-circle-emo 

Call for papers läuft: Vorträge können jetzt eingereicht werden 

Additive-Fachtagung 

auf Top-Niveau 

■■■■■■ Die Technische Akademie 

Esslingen hat gemeinsam mit der Fachzeitschrift 

additive die Fachtagung 

„Additive Manufacturing“ ins Leben 

gerufen. Für die Veranstaltung auf fortgeschrittenem 

Niveau können nun bis 

zum 12. April 2019 Vorträge eingereicht 

werden. Am 4. Dezember 2019 in 

Ostfildern stehen dann neueste Entwicklungen, 

Lösungen und Trends in 

der Additiven Fertigung im Blickpunkt. 

Zentrale Fragestellungen zu Lebenszykluskosten, 

Automatisierung, Sicherstellung 

der Qualität u. a. werden diskutiert. 

Hierbei sind alle Branchen angesprochen, 

Werkzeugbau, Automobilindustrie 

und Medizintechnik. 

Die Fachtagung bietet parallele Vorträge 

in den Bereichen Maschinenbau 

und Medizintechnik an. Sie richten sich 

an Anwender, die über das Stadium der 

theoretischen Nutzenfrage hinaus sind, 

und knüpfen an vorhandenes Erfahrungswissen 

an. Weitere Infos unter 

www.tae.de/kolloquien-symposien/ 

maschinenbau-produktion-undfahrzeugtechnik/fachtagungadditive-manufacturing 

■ 


Rainer Lotz rückt auf, Heiko Müller folgt nach 

Neuer Geschäftsführer 

bei Renishaw 

■■■■■■ Seit Januar 2019 verstärkt 

Heiko Müller als neuer Geschäftsführer die 

Geschäfte von Renishaw in Deutschland 

und Österreich. Er tritt die Nachfolge von 

Rainer Lotz an, der über 12 Jahre die Reni - 

shaw GmbH erfolgreich geführt und auch 

den Standort in Pliezhausen nachhaltig ausgebaut 

und entwickelt hat. Renishaw verfügt 

am deutschen Standort mittlerweile 

über ein hochentwickeltes Technologiezentrum, 

einer Lohnfertigung im Bereich additiver 

Fertigung und über verschiedene Messund 

Kalibrierlabore. 

Als Teil des Ausbaus der internationalen 

Konzernstruktur rückt Rainer Lotz zum 

Vice President EMEA (Europe, Middle East, 

Africa) auf. Renishaw verfügt derzeitig über 

17 Gesellschaften in dieser Region. 

Heiko Müller war langjähriger Geschäftsführer 

eines global agierenden, mittelständischen 

Herstellers von Werzeugträgersystemen 

für Werkzeugmaschinen. 

„Renishaw ist ein äußerst innovatives Unternehmen 

mit einem besonderen Blick für 

künftige Schlüsseltechnologien“, so Müller. 

„Die hohe Investitionsbereitschaft für Forschung 

und Entwicklung, die offene und familiäre 

Firmenkultur und ein beeindruckendes 

Wachstum prägen seine Strategie. Ich 

freue mich, nun Teil eines ganz besonderen 

Unternehmens zu sein und mit dem Team 

den zukünftigen Erfolg sicherzu stellen.“ ■ 

Freuen sich auf ihre neuen Aufgaben bei Renishaw: 

Heiko Müller (li.) und Rainer Lotz. Bild: Renishaw 

Dr. Rainer Nett kommt als neuer Geschäftsführer 

Verstärkung bei Kegelmann 

■■■■■■ Seit dem 1. Februar ist Dr. 

Reiner Nett neben Stephan Kegelmann 

Geschäftsführer der Kegelmann 

Technik GmbH aus dem hessischen 

Rodgau-Jügesheim, die vor allem in 

der additiven Fertigung von Modellen, 

Prototypen, Werkzeugen und 

Endprodukten tätig ist. Nett verfügt 

über 20 Jahre praktische Erfahrung 

und Knowhow als Spezialist für 

Leichtbau und beanspruchungsgerechte 

Konstruktion. Zuletzt war er 

Director EMEA Child Restraint System 

Business (Kindersitze) bei Joyson 

Safety Systems in Aschaffenburg, davor 

Head of Product Group Child 

Seats Europe bei Takata. Das Geschäft 

der Kindersitze hat er bei Takata, später 

Joyson, von der Produktentwicklung 

bis zum Vertrieb in EMEA aufgebaut 

und über die Automobilbranche 

hinaus in den Bereich der Consumer 

Goods erfolgreich ausgeweitet. Davor 

war er bei Magna Seating Systems 

Dr. Reiner Nett (li.) und Stephan Kegelmann, 

beide Geschäftsführer von Kegelmann Technik 

Bild: Kegelmann 

und forschte sechs Jahre an der TU 

Berlin an Numerischer Simulation der 

Sicherheit von Automobilen und 

Crashtests. „Als Geschäftsführer der 

Kegelmann Technik GmbH werde ich 

mich auf die schärfere Profilierung 

und Wachstumschancen für das Unternehmen 

mit neuen Geschäftsfeldern 

und Kunden in Europa fokussieren“, 

sagt Nett. 

■ 

Aircraft Philipp kauft 

Gefertec-Drucker 

Der Luftfahrtzulieferer Aircraft Philipp Übersee GmbH & Co. KG 

erweitert seinen Maschinenpark um einen 3D-Drucker mit 

3DMP-Technologie (3D Metal Print) von Gefertec. Das Unternehmen 

mit Sitz in Deutschland und weiteren Standorten in Österreich, 

Israel und Indien hat hierzu den Kauf einer arc 605 getätigt, 

das Top-Modell der Berliner. Diese Maschine kann Werkstücke 

von bis zu zwei Tonnen Masse additiv herstellen und erfüllt 

daher die Vorgaben des Anwenders, künftig auch deutlich 

größere Bauteile mittels 3DMP kostengünstig zu produzieren. 

Die additive Schweißtechnologie biete die Möglichkeit, den 

Materialnutzungsgrad radikal zu verbessern und die Buy-to-Fly- 

Ratio von über zehn auf unter zwei zu senken. 

„Mit dem Einsatz dieses Verfahrens wird sich der Materialnutzungsgrad 

deutlich steigern, und wir leisten somit einen großen 

Beitrag zur Steigerung unserer wirtschaftlichen und ökologischen 

Effizienz in der Zukunft“, freut sich Rolf Philipp, Gründer 

und Inhaber von Aircraft Philipp Übersee. Gefertec-CEO Tobias 

Röhrich ergänzt: „Wir freuen uns, dass sich Aircraft Philipp Übersee 

das Ziel gesteckt hat, in Zukunft immer größere Strukturbauteile 

additiv fertigen zu wollen. Gerade hier liegt die besondere 

Stärke und Effizienz von 3DMP, das sich deshalb zum neuen 

Industriestandard entwickelt hat.“ 



Simulation reduziert Bauteilverzug um über 70% 

BAE Systems Air setzt 

auf Simufact Additive 

■■■■■■ BAE Systems Air, ein multinationales 

Rüstungs-, Informationssicherheitsund 

Luftfahrtunternehmen, hat sich für 

Simufact Additive von MSC Software entschieden, 

um den Metall-3D-Druck von 

Bauteilen zu simulieren. Das Tool überzeugte 

mit guten Berechnungsergebnissen. Darüber 

hinaus setzt BAE Systems bereits weitere 

MSC-Software-Produkte wie Nastran, Patran 

und Apex ein. Somit kommen alle Produkte 

aus einer Quelle, was sich mit Blick 

auf die Simulation der Prozesskette als großer 

Vorteil erweist. 

Die Flugzeugproduktion befindet sich im 

Wandel hin zu größerer Vielfalt, spezifische- 

ren Anforderungen und niedrigeren Stückzahlen. 

Bestellungen von Hunderten Flugzeugen 

auf einmal sind nicht mehr die Regel. 

Flugzeughersteller müssen häufiger mit 

bestellten Losgrößen von zehn oder zwanzig 

kalkulieren. Dies hat auch Einfluss auf die 

Wahl des Herstellungsverfahrens. Hier erweist 

sich die additive Fertigung als 

Schlüsseltechnologie, um flexibel auf Kundenanforderungen 

einzugehen. Dabei steht 

BAE Systems vor der Herausforderung, 

Eigenspannungen und Verzug zu reduzieren. 

Als die Rüstungsexperten noch keine Simulationssoftware 

einsetzten, waren manchmal 

fünf oder sechs Druckversuche nötig, 

Der Eurofighter Typhoon wird an insgesamt sieben 

Standorten in vier Ländern gebaut. Darunter auch 

bei BAE Systems. Bild: Ian Schofield/fotolia 

die mit entsprechenden Kosten und Zeitverlusten 

einhergingen. Dank der Software sind 

es nur noch zwei Versuche pro Bauteil notwendig. 

BAE möchte langfristig einen weiteren 

Versuch einsparen und so den Rightfirst-time-Ansatz 

umsetzen. Die Rüstungsexperten 

simulieren vorab die Herstellung 

um die beste Orientierung und Stützstrategie 

für die jeweilige Anwendung zu finden. 

Mit Simufact Additive kann BAE Systems 

im ersten Iterationsschritt den Bauteilverzug 

um über 70 % reduzieren. 

■ 

Automobilbauexperte verstärkt Gremium der Fachmesse 

Rietzel neu im 

Rapidtech-Beirat 

■■■■■■ Seit Februar 2019 verstärkt 

Dr. Dominik Rietzel, Leiter des 

Fachbereichs der Nichtmetalle im 

Additive Manufacturing Center der 

BMW Group, den Fachbeirat der 

Rapidtech + Fabcon 3D. Mit dem promovierten 

Werkstoff- und AM-Spezialisten 

ist erstmals ein Vertreter eines 

Automobilherstellers im Beratergremium 

der Internationalen Messe und 

Konferenz für additive Technologien 

dabei. „Wir freuen uns sehr über diesen 

Zugewinn an automobiler Expertise 

und schätzen Dr. Rietzel als Impulsgeber 

für die weitere Profilierung 

unserer Veranstaltung“, betont Michael 

Kynast, Geschäftsführer der 

Messe Erfurt GmbH. 

Rietzel verfügt über umfangreiche 

AM-Erfahrungen aus wissenschaft - 

licher und industrieller Tätigkeit. 

Er gehörte verschiedenen Normungsgremien 

an und hat die erste VDI- 

Mit Dr. Dominik Rietzel von der BMW 

Group verstärkt jetzt ein ausgewiesener 

Automobilexperte den Fachbeirat der Rapidtech 

+ Fabcon 3D. Bild: BMW 

Richtlinie zur Güteüberwachung von 

Lasersinter-Bauteilen mit erarbeitet. 

Mit seinem Engagement im Fachbeirat 

möchte er einen Beitrag für die 

wirtschaftliche Nutzung der additiven 

Fertigung leisten. 

■ 

Protolabs mit Rekordumsatz 

Der 3D-Druck ist weiter auf Wachstumskurs, das zeigt 

auch der Rekord-Quartalsumsatz von Protolabs von 115,4 Millionen 

US-Dollar im dritten Quartal 2018. Damit erreichte das 

Unternehmen eine Steigerung um 31 % im Vergleich zum dritten 

Quartal 2017. Insgesamt bearbeitete Protolabs in dieser Zeit 

20 792 Projektanfragen. 

„Die Additive Fertigung wird in den nächsten Jahren weiter auf 

Wachstumskurs bleiben“, sagt Daniel Cohn, Geschäftsführer von 

Protolabs in Deutschland. „Schon heute erkennen viele Unternehmen 

die enormen Vorteile von modernen 3D-Drucktechnologien, 

denn damit lassen sich Teile nicht nur schnell, flexibel und 

kostengünstig herstellen, oft ist die Herstellung durch konventionelle 

Fertigungsmethoden auch überhaupt nicht oder nur sehr 

schwer möglich. Gerade der Medizintechnik wird die Additive 

Fertigung in Zukunft vielfältige Möglichkeiten bieten.“ 

Den enormen Nutzen dahingehend, Medizinprodukte mithilfe 

additiver Fertigungsprozesse herzustellen, hat Protolabs erkannt 

und vor kurzem das neue 3D-Druckmaterial Micro-Fine Green 

eingeführt. Das Material wurde speziell für den Einsatz in Stereolithografie-Verfahren 

mit Mikroauflösung hergestellt. Es ermöglicht 

die Produktion von 3D-gedruckten Teilen mit einer sehr feinen 

Schichtdicke von nur 0,025 mm. Damit eigne sich das 

Material optimal für das schnelle Prototyping von Produkten für 

die Medizintechnik. 


Material Solutions Pilotkunde für metallbasierte additive Serienfertigung 

Siemens und EOS kooperieren 

■■■■■■ EOS, Hersteller von Lösungen im Bereich des industriellen 

3D-Drucks von Metallen und Kunststoffen, und Siemens intensivieren 

ihre Zusammenarbeit: Die britische Siemens-Tochter Materials 

Solutions testet das das erste System der EOS-M-300 Serie für 

die metallbasierte, additive Serienfertigung im Rahmen einer Pilotphase. 

Mit der Eröffnung der neuen 3D-Druck-Produktionsstätte 

mit einer Grundfläche von 4500 m 2 im Vereinigten Königreich 

bringt Siemens die Industrialisierung der additiven Fertigung voran. 

Im Zuge der Investition von 30 Millionen Euro in die neue Fabrik 

verdoppelt sich die Zahl der 3D-Drucker auf 50. Gleichzeitig 

wird die Nachbearbeitung erweitert und komplettiert. Damit bringt 

Siemens die Additive Fertigung vom traditionellen Forschungslabor 

in eine industrialisierte Produktionsfabrik und durch den Einsatz 

industrieller Methoden zur Produktionssteigerung können die Kosten 

der additiven Fertigung gesenkt werden. Hergestellt werden 

komplexe Highend-Metallkomponenten für Siemens Power and 

Gas und Kunden aus der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, 

dem Motorsport und anderen Branchen und das in Serie. ■ 

Mit der Investition von 30 Millionen Euro in die neue hochmoderne 3D-Druck- 

Fabrik von Materials Solutions Ltd. hat sich die Kapazität an 3D-Druckern 

auf 50 verdoppelt. Bild: Siemens 

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Werkzeugbau eröffnet hochmodernes 3D-Druck-Zentrum 

VW investiert in 

Binder Jetting 

Rundgang durch das 3D-Druck-Zentrum: Im 

Beisein von Management und Betriebsrat 

präsentierte Oliver Pohl, Leiter der Additiven 

Fertigung bei Volkswagen (3. v. li.), die neuen 

Drucker, Fertigungstechniken und Arbeitsräume. 

Bild: Volkswagen 

■■■■■■ Der Werkzeugbau von 

Volkswagen erweitert sein Geschäftsfeld 

in Wolfsburg um ein hochmodernes 

3D-Druck-Zentrum. Die in Kooperation 

mit dem US-Hersteller HP 

entwickelte neue 3D-Drucker-Generation 

basiert auf dem „Binder Jetting“-Verfahren, 

welches das bisher 

eingesetzte Selective Laser Melting- 

Verfahren (SLM) ergänzt. Die Geräte 

machen den metallischen 3D-Druck 

nicht nur einfacher, sondern auch 

schneller. Künftig können auch Fahrzeugteile 

für die Serienfertigung hergestellt 

werden. Damit setzt der Bereich 

die modernste 3D-Druckergeneration 

innerhalb des Konzerns ein und 

ermöglicht künftig auch die Fertigung 

von komplexen Fahrzeugteilen. ■ 

Experience AM baut 

Anwendungsbereiche aus 

Nach vielversprechendem Debüt im vergangenen Jahr geht 

die Augsburger Fachmesse Experience Additive Manufacturing 

(EAM) vom 24. bis 26. September 2019 in die zweite 

Runde. Von anderen Additive-Fachveranstaltungen differenziert 

sie sich durch ihre ausgeprägte Anwendungsorientierung. So 

zeigt die EAM additive Fertigungsverfahren aufgeteilt in sämt - 

liche Prozessabschnitte der Wertschöpfungskette. Erlebbar dargestellt 

wird die Wertschöpfungskette in unterschiedlichen 

Schaubereichen im Pre-, In- und Post-Processing. 

Der Standort Augsburg liegt direkt auf der Technologieachse 

Süd, einer herausragenden Region, die einen großen Teil der 

Wirtschafts- und Innovationskraft Deutschlands bündelt. Um von 

diesem Umfeld zu profitieren, ist die EAM zugeschnitten auf die 

in der D-A-CH-Region ansässigen Anwenderbranchen: Luft- und 

Raumfahrt, Mobility und Automotive, Werkzeug- und Formenbau, 

Medizin- und Dentaltechnik. 

Entscheidend erweitert wird das Programm in diesem Jahr um 

die Anwendungsbranche Maschinen- und Anlagenbau. 

Weitere Infos zur Experience-AM finden Sie unter www. 

experience-am.com 

Nach dem Hype: Industrie beginnen zu liefern 

Markt für 3D-Druck wächst um 18 % 

■■■■■■ Der globale Markt für additive Fertigung ist 2018 um 

18 % gewachsen. Laut Analyse des US-Marktforschungsunternehmens 

Smartech wurden mit Hardware, Software, Materialien und 

Software weltweit 9,3 Milliarden US-Dollar umgesetzt. 

Im Gegensatz zu früheren Jahren, bei denen eher längerfristige 

Zielsetzungen die Diskussion in der Industrie beherrscht hätten, seien 

2018 signifikante Forstschritte erzielt worden. So berichteten 

Automobilhersteller über Erfolge bei der Integration multipler AM- 

Technologien, um Ersatzteile on demand liefern zu können. Auch 

Konsumgüter seien in echten Produktionsvolumina hergestellt worden. 

GE Aviation habe nunmehr 30 000 seiner Einspritzdüsen für 

Flugzeugtriebwerke gedruckt. BMW nutze AM mit Polymeren und 

Metallen, um Automotive-Teile für hochklassigen Fahrzeuge zu 

produzieren. Nach dem Hype der letzten fünf Jahre habe die Industrie 

begonnen zu liefern, so die Analysten. 

Smartech Publishing ist auf die Veröffentlichung von Analysen 

des 3D-Druck-Markts spezialisiert. Der aktuelle Bericht mit dem Titel 

„2019 Additive Manufacturing Market Outlook and Summary 

of Opportunities“ behandelt nicht nur die aktuellen Zahlen des 

Markts, sondern wagt auch einen Blick in die Zukunft. Er umfasst 

Prognosen von 2018 bis 2027 und stellt auch eine Segmentierung 

der Marktdaten bereit. Die Analysen sollen vor allem Firmen eine 

Orientierung für die zukünftige Entwicklung in der Branche liefern. 

Mehr Infos unter www.smartechanalysis.com/reports/2019-additi 

ve-manufacturing-market-outlook 

■ 

Alle Segmente gedeihen 

Der Weltmarkt für Additive Manufacturing (Angaben in Millionen US-Dollar) ist 2018 um 18 % auf 

9,3 Milliarden US-Dollar gewachsen. Quelle: Smartech Publishing 


Forschungsprojekt mit Daimler, BMW, Trumpf und ILT 

Additive Fertigung in der 

Automobilindustrie 

Polymere, Produktivität und Integration im Fokus 

3D-Druck: Das sind 

die Trends 2019 

■■■■■■ Unter Koordination der 

Daimler AG und im Rahmen der 

BMBF-Förderinitiative Photonische 

Prozessketten haben die Projektpartner 

Fraunhofer ILT, Daimler, BMW 

und Trumpf die „Integration generativer 

Fertigungsverfahren in die Automobilserienfertigung 

– AutoAdd“ untersucht. 

Im Mittelpunkt stand die 

ganzheitliche Integration der LPBF- 

Prozesskette (Laser Powder Bed Fusion, 

auch bekannt als Selective Laser 

Nass-chemisch entstützte Testgeometrie. 

Bild: Fraunhofer ILT 

Melting, SLM), in die automobile 

Serienfertigungsumgebung zur Schaffung 

einer hybriden Prozesskette, um 

die Stückkosten zu senken. 

Die BMW Group und Daimler definierten 

die Anforderungen an die 

additive Prozesskette, mit deren Hilfe 

das Hochtechnologieunternehmen 

Trumpf und das Fraunhofer ILT verschiedene 

LPBF-Anlagen- sowie Endbearbeitungskonzepte 

entwickelten. 

Dabei entstanden potenziell serientaugliche 

Optikkonzepte sowie eine 

modulare Anlagenarchitektur, die beispielsweise 

den Einsatz mehrerer 

Strahlquellen und ein sogenanntes 

Wechselzylinderprinzip ermöglicht. 

Zudem entwickelte das Projektteam 

vielversprechende, automatisierbare 

Endbearbeitungskonzepte zur Nachbearbeitung 

der Bauteile, etwa zum 

Entfernen von Stützstrukturen, und 

analysierte neuartige, skalierbar produzierte 

Werkstoffe von GKN. ■ 

■■■■■■ Welche fünf Trends der 3D-Druck-Branche 

2019 ihren Stempel aufdrücken, haben Experten von 

Materialise analysiert. 

· 3D-Druck-Anwendungen gewinnen an Bedeutung: 

Laut Materialise steigt das Interesse an Unternehmen, 

die 3D-Druck für die Produktion einsetzen. 

· Polymermaterialien auf Wachstumskurs: Große Chemie-Unternehmen 

wie BASF haben im vergangenen 

Jahr viel in die Forschung und Produktion von 

3D-Druck-Materialien investiert. 

· Software wird Schlüssel zu mehr Produktivität: AM 

wird integrierter Bestandteil des Fertigungsmix. Software 

kann der Schlüssel sein, die Produktivität zu steigern 

und die Kosten herunterzubringen. 

· Kompatible und keine proprietären Lösungen: Damit 

sich AM als ergänzende Technologie in der Fertigungsindustrie 

etablieren kann, müsse die 3D-Druck- 

Industrie weg von proprietären Produkten und kompatible 

Lösungen schaffen. 

· Einfluss der Politik steigt: Es gibt verstärkt Ambitionen 

von Regierungen, sich mehr in den Bereich 

3D-Druck einzubringen – etwa in den Punkten geistiges 

Eigentum und Produkthaftung. 

Ausführlicher Bericht unter www.materialise.com/de/ 

blog/3d-druck-trends-im-jahr-2019 

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Vyomesh Joshi, Präsident und CEO, 3D Systems 

„Das Post-Processing ist ein 

entscheidender Punkt“ 

Mit der Übernahme der belgischen Layerwise ist das von 

3D-Druck-Erfinder Charles Hull gegründete Unternehmen 3D Systems 

2014 in den 3D-Metalldruck eingestiegen. In Kooperation mit 

GF Machining Solutions wollen die US-Amerikaner das Verfahren 

reif für den industriellen Einsatz machen. Welche Vorteile ihre Technologie 

bietet und warum GF als Partner gewählt wurde, erläutert 

Präsident und CEO Vyomesh „VJ“ Joshi. 

Das Interview führte: Dr. Frank-Michael Kieß 

Veteran der Drucktechnik 

■■■■■■ additive: 3D-Druck ist keine ganz neue 

Technik. Ihr Unternehmen wurde 1986 vom Erfinder 

Charles Hull gegründet. Warum erlebt das Thema aktuell 

so einen Aufschwung? 

Joshi: Zum einen musste der Schritt vom Prototyping 

zur realen Produktion getan werden, und das passiert 

momentan. In den zweieinhalb Jahren, in denen ich bei 

3D Systems bin, habe ich den Fokus auf die Plattformentwicklung 

gelegt, sowohl für Kunststoffe als auch für 

Metalle, um den Produktions-Workflow weiterzuentwickeln. 

Additive Manufacturing (AM) hat immer dann 

einen Wert, wenn man kundenspezifische Teile fertigen 

will, wie etwa in der Zahnmedizin, wenn man komplexe 

Teile herstellen will, wie im Aerospace-Bereich, wenn es 

keine andere Technologie gibt, um bestimmte Teile zu 

fertigen, oder wenn man die Time-to-market reduzieren 

möchte. Indem wir uns auf die Produktions-Workflows 

in diesen Bereichen fokussiert haben, konnten wir ein 

Marktwachstum generieren. 

Seit April 2016 führt Vyomesh Joshi als President und CEO den 

3D-Druck-Pionier 3D Systems. Joshi ist ein HP-Urgestein, das seit 

1980 für den kalifornischen IT-Riesen arbeitete, seit 2001 als Leiter 

der Imaging & Printing Group. Nach dem Abgang von Ann Livermore 

2011 war er der letzte verbliebene Executive mit direktem Bezug zu 

den Unternehmensgründern. In einer 2005 veröffentlichten Liste 

des Fortune Magazine wurde er als einer der drei einflussreichsten 

US-Amerikaner indischer Abstammung genannt. 

additive: Um den 3D-Druck auf Produktions-Level zu 

heben, braucht man Expertise. Is das der Grund, warum 

Sie mit GF zusammenarbeiten? 

Joshi: Ich denke, wir können das nicht alleine tun. 3D 

Systems ist vielleicht das größte 3D-Druck-Unternehmen, 

aber diese Ressourcen und Expertise haben wir 

nicht. GF ist 30 Jahre in der subtraktiven Fertigung und 

in der Automation unterwegs, sie kennen die Werkzeugmaschinenindustrie 

besser als wir. Wenn wir unser 

Knowhow im Additive Manufacturing damit kombinieren, 

gibt uns das eine echte Schlagkraft Denn die meisten 

Fabriken werden nicht rein additiv arbeiten, sie werden 

sowohl additive als auch subtraktive Verfahren einsetzen. 

Ich denke, dass viele unserem Beispiel folgen 

werden. Wir benutzen GF auch nicht nur als Vertriebskanal, 

sondern wir designen unsere Produkte gemeinsam. 

Wir haben eine gemeinsame Vision, wie wir zusammen 

gewinnen können. Das Ergebnis sehen Sie an 

der neuen DMP Factory 500. 

additive: Wie lange sind Sie im 3D-Metalldruck aktiv? 

Joshi: Layerwise, das Unternehmen, das wir 2014 gekauft 

haben, hat die Technologie mehr oder weniger erfunden 

und macht das schon seit mehr als zehn Jahren. 

Und sie haben echte Teile hergestellt, für die Medizintechnik, 

für die Luftfahrt. Deshalb haben sie ein großes 

Verständnis für die Bedürfnisse der Kunden und sind 

darauf ausgerichtet. Die Gründer kamen von der Universität 

Leuven, wo sehr viel Innovation im 3D-Metalldruck 

stattfindet, und ihre Idee war, Metallteile für 

Kunden zu fertigen. Dadurch haben sie gelernt. Und 

dann erst haben sie eine tolle Maschine dafür gebaut, 

mit sehr wenig Sauerstoffanteil im Prozess. Dass zuerst 

der Prozess für den Kunden da war und danach erst die 

Maschine entwickelt wurde, macht die Plattform aus 

meiner Sicht einzigartig. 

additive: Wie hat sich das Geschäft entwickelt? 

Joshi: Die ProX DMP 320 war die erste Plattform, die 

sich schon echt gut angefühlt hat, und wir haben einigen 

Erfolg im Medizintechnikbereich gehabt. Aber mit der 

DMP Factory 350, der DMP Factory 500 und der Partnerschaft 

mit GF wird das Metallgeschäft sehr bedeutend 

für unser Unternehmen werden. 


Vyomesh Joshi, President und CEO, 

3D Systems: „Die Kombination 

aus Software, Hardware und 

Material hebt uns von anderen ab.“ 

Bild: additive/Kieß 



DMP Factory 350 mit Pulver - 

management-Einheit. Bild: 3D Systems 

additive: Was sind die größten Vorteile Ihrer Technologie, 

im Vergleich zu anderen im Markt? 

Joshi: Zunächst sind wir nicht nur ein Kistenschieber. 

Wir fragen den Kunden, was sein Use case ist, und dann 

liefern wir ihm eine Komplettlösung, von Design, Engineering 

und Services – und wir helfen ihnen dabei, sie 

bereit für die Teilefertigung zu machen. Im Medizinbereich 

etwa haben wir FDA-zugelassene Qualitätsmanagement-Systeme, 

sodass der Kunde das tatsächlich 

direkt umsetzen kann. Weitere Vorteile sind der bereits 

erwähnte niedrige Sauerstoffgehalt, das Materialhandling 

in einer abgeschlossenen Box und die Tatsache, dass 

unsere Technologie schon zehn Jahre erprobt ist. Die 

Kunden wissen, dass sie die richtige Präzision, Qualität, 

Wiederholbarkeit und Betriebskosten erhalten. Nicht zu 

vergessen ist auch unsere 3D Expert Software. 

additive: Die vom israelischen CAD/CAM-Spezialisten 

Cimatron stammt, den 3D Systems ebenfalls 2014 übernommen 

hat? 

Joshi: Ja, und sie wurde speziell für die additive Fertigung 

entwickelt. 

additive: Wie differenziert sie sich von Lösungen wie 

Siemens NX CAM? 

Joshi: Siemens kommt aus dem CAD-Bereich, und da 

sind sie sehr gut. Wir kommen aus der AM-Ecke. Wir 

haben das Knowhow von Cimatron in subtraktiver Fertigung, 

bauen aber auch 3D-Metalldrucker, und die 

Kombination daraus gibt uns einen Vorteil. Auch die 

Möglichkeiten, Gitterstrukturen zu erzeugen, ist außergewöhnlich. 

Und während die meisten Softwarelösungen 

die Teile in das STL-Format, also Netzstrukturen 

3D-gedruckte Halterung für die Luftfahrt aus einer Al-Legierung. 

Bild: 3D Systems 

konvertieren, können wir auch B-Rep, also Volumenkörper 

und Oberflächen. Das macht das Modell sehr 

konsistent. Und deshalb erzeugen wir ein besseres Design 

für AM als andere. 

additive: Welche Bedeutung hat Software bei der Prozessführung, 

etwa das Lasers – man vergleiche etwa mit 

CAM-Software beim Fräsen? 

Joshi: Wenn wir auf der DMP Factory 500 ein Teil mit 

multiplen Laserquellen erzeugen, dann funktioniert das 

durch die Scanning-Technologie, die Bestandteil von 3D 

Expert ist. Die Kombination aus Software, Hardware 

und Material hebt uns von anderen ab. 

additive: Sehen Sie andere Technologien im Metallbereich, 

die bereit für den Produktionseinsatz sind? Binder 

Jetting etwa? Immerhin haben Sie sehr lange für HP 

gearbeitet ... 

Joshi: Binder Jetting ist eine gute Technologie. Das größte 

Problem ist die Schrumpfung nach dem Post-Processing. 

Die muss man charakterisieren, sonst erhält man 

keine vernünftige Teile. Da gibt es noch viel Arbeit zu 

tun. Wenn man wenig Ansprüche an die Toleranzen hat, 

ist es eine gute Technologie, aber wenn es auf Präzision 

ankommt, ist unser Ansatz der bessere. 

additive: Was halten Sie von Hybridmaschinen, die subtraktive 

und additive Fertigungsverfahren integrieren? 

Joshi: Wenn Sie einem schon komplexen 3D-Drucker 

noch mehr Komplexität hinzufügen, dann leidet die Zuverlässigkeit. 

Wenn etwas nicht funktioniert, steht die 

ganze Maschine. Ich würde unseren Ansatz vorziehen, 

eine gute subtraktive Maschine mit einer guten additiven 

Maschine zu kombinieren, anstatt das in einer mittelmäßigen 

Hybridmaschine zusammenzufügen. 


additive: Mit anderen Worten, wenn sie robuste Prozesse 

haben, eine Automation und eine Nullpunktspanntechnik, 

dann brauchen Sie kein Hybridsystem mehr? 

Joshi: Ja, und genau das machen wir auch. 

additive: Was wird das nächste Problem, das man in der 

Prozesskette angehen muss? 

Joshi: Das Post-Processing ist sehr wichtig. Deshalb haben 

wir unsere Pulvermanagement-System. Die Kunden 

sind da zum Teil sehr pingelig, und wir mussten viel tun, 

um den Umgang mit Partikeln richtig zu gestalten. 

additive: Und das Pulver aus dem Bauraum zurückzuführen, 

um es zu recyceln? 

Joshi: Auf längere Sicht ist der Umgang mit dem Pulver 

ein wichtiger Punkt. Wenn Sie sich keine Gedanken machen, 

wie der Fabrikboden aussieht, welche Automationsmöglichkeiten 

es gibt, welche Softwarestrategie verfolgt 

wird und welche Post-Processing-Lösungen angeboten 

werden, dann wird keiner eine Maschine kaufen. 

additive: Ist die Fabriklösung, die Sie mit der DMP 

Factory 500 vorgestellt haben, schon verfügbar? 

Joshi: Die DMP Factory 500 mit modularem Design 

und den Komponenten von GF ist bereits verfügbar. Wir 

werden sicher noch 12 bis 15 Monate brauchen um alles 

rund zu machen. Aber ich glaube wir haben die richtige 

Vision, und auch den richtigen Partner. 

additive: Im Werkzeugmaschinenbau beherrschen 

Deutschland und Japan die Szene. Beim 3D-Druck ist 

das Feld vielfältiger. Es gibt viel Orte, an denen Startups 

entstehen und Entwicklungen stattfinden. Israel etwa, 

oder die West- und Ostküste der USA. Welche finden 

Sie am interessantesten? 

Joshi: Israel ist fantastisch, was die Softwareentwicklung 

betrifft. An der US-Westküste sind wir sehr gut in 

der Entwicklung von Druckern. Ich habe das ja bei HP 

über 30 Jahre gemacht. Wir haben dort gute Leute, die 

wissen, wie man qualitativ hochwertige, zuverlässige 

Maschinen baut. Leuven in Belgien ist ein unglaublicher 

Platz, mit der Universität und der Zusammenarbeit mit 

dem Fraunhofer-Institut. Wir profitieren von den Innovationen, 

die dort entstanden sind. 

additive: Was wird der nächste Schritt sein? 

Joshi: Die nächsten Technologieinnovationen werden 

im Materialbereich stattfinden. Bei Kunststoffen geht es 

darum, immer neue Moleküle drucken zu können. Auch 

die Metallurgie wird eine große Rolle spielen. Wir haben 

jetzt eine gute Drucktechnologie, aber die Materialentwicklung 

wird die nächste Grenze sein. Dort werden 

die nächsten Innovationen stattfinden. 

additive: Die großen Materialhersteller scheinen das ja 

auch erkannt zu haben ... 

Joshi: Die haben jetzt alle Interesse. Jeder denkt über 

Materialien nach, weil das ein großer Wertschöpfungsfaktor 

sein wird. Aber man braucht immer die Kombination 

aus Hardware, Software und Werkstoff – einer 

allein kann es nicht schaffen. 

■ 

3D Systems Inc. 

www.3dsystems.com 

„Die nächsten Technologieinnovationen 

werden im Materialbereich 

stattfinden.“ 

Durch das modulare 

Design der DMP Factory 

500 können Hersteller 

eine Lösung nach Maß 

für ihren Produktions- 

Workflow entwickeln. 

Auf diese Weise wird der 

Nutzen der Investition 

maximiert, während die 

integrierte Automatisierung 

die manuellen Prozesse 

minimiert und so 

die Gesamtbetriebskosten 

senkt. 

Bild: GF Machining Solutions 


FOKUSNeue Geschäftsmodelle 

Multilaser-Anlage von Trumpf produziert Zahnersatz zehnmal so schnell wie konventionelle Verfahren 

Hochpräziser 3D-Druck für 

neue Dentalprodukte 

Den bislang produktivsten 3D-Metalldrucker für Zahnersatz am 

Markt hat Trumpf auf der Weltleitmesse für Dentaltechnik IDS gezeigt. 

Die Truprint 1000 ist die einzige Anlage im Kleinformat die 

mit dem Multilaser-Prinzip arbeitet. Dabei erstellen zwei Laserstrahlen 

die Dentalprodukte gleichzeitig. Gegenüber herkömmlichen 

Verfahren wie Fräsen sei die Anlage cirka zehnmal so schnell, 

so der Her steller. 

Zahnersatz aus dem 

3D-Drucker Truprint 

1000 von Trumpf. 

Bild: Trumpf 

mindestens 80 Zähne in weniger als drei 

Stunden auf einer Plattform aufbaut. „Pro 

Stück sind das rund drei Minuten. Damit ist 

der 3D-Druck mehr als zehnmal so schnell 

wie die konventionelle Methode“, sagt Sroka. 

Außerdem sei die Qualität beim 

3D-Druck höher, weil die Anlage dentale 

Strukturen besser abbilden kann. 

Anbindung an die Frässtation ermöglicht 

hohe Präzision 

■■■■■■ Zahnersatz wie Brücken, Kronen oder Prothesen 

konventionell herzustellen, ist aufwendig und 

dauert lange. Bei der manuellen Variante stellt der 

Zahntechniker die Teile im Gussverfahren her. Wendet 

er ein digitales Verfahren an, konstruiert er ein 3D-Modell 

am Computer und fertigt es anschließend mit der 

Fräsmaschine. „Gegenüber beiden Verfahren ist der 

3D-Druck deutlich schneller“, erklärt Reinhard Sroka, 

der bei Trumpf als Branchenmanager den Bereich „dental“ 

verantwortet. 

Nachdem das 3D-Modell erstellt ist, fertigt die Anlage 

die Teile auf einer Plattform. Anschließend verleiht 

ihnen die Fräsmaschine den Feinschliff. Das Multilaser- 

Prinzip der Truprint 1000 sorgt dafür, dass die Anlage 

Trumpf ist es jetzt gelungen, die Truprint 

1000 digital an die Fräsmaschine anzubinden. 

Dafür haben die Experten die IT- 

Schnittstelle der Anlage erweitert. „Zahnersatz wird zunehmend 

in Massen produziert, vor allem in Asien. Daher 

ist es extrem wichtig, den digitalen Workflow zu unterstützen. 

Die Anbindung an die Fräsmaschine ist ein 

wichtiger Schritt hin zur automatisierten Serienfertigung“, 

sagt Sroka. 

Die Neuerung ermöglicht es außerdem, mit der Anlage 

implantatgetragenen Zahnersatz zu drucken. Ein solcher 

ist dann erforderlich, wenn der Patient keinen 

„Restzahn“ im Mund mehr hat. Damit sich Implantat 

und Zahnersatz sicher verschrauben lassen, muss der 

3D-Drucker hochpräzise arbeiten. Denn schon bei 

kleinsten Abweichungen besteht die Gefahr, dass der 

Zahn nicht hält. 


Zwei Laser schmelzen 

bei der Truprint 1000 

dentale Strukturen aus 

Pulver. Bild: Trumpf 

Die Truprint 1000 ist laut Hersteller 

Trumpf der produktivste 3D-Drucker 

für die Dentalindustrie am Markt. 

Bild: Trumpf 

Dank der erweiterten IT-Schnittstelle erfüllt die Truprint 

diese Anforderung. Die Fräsmaschine erkennt die 

Plattform mit den gedruckten Zähnen und richtet ihren 

Nullpunkt danach aus. „Implantatgetragener Zahnersatz 

ist das weltweit am stärksten wachsende Segment 

in der Dentalindustrie“, sagt Sroka. „Er ist ein ‚Luxus‘, 

den sich immer mehr Patienten leisten können. Deshalb 

ist es wichtig, mit der Truprint 1000 dieses Feld zu erschließen.“ 

■ 

Trumpf GmbH + Co. KG 

www.trumpf.com 

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Werkzeughersteller Horn bietet Additive Fertigung als Lohnfertiger an 

„Die Kunden möchten es – 

wir können es“ 

Der Präzisionswerkzeughersteller Paul Horn aus Tübingen hat vor 

zwei Jahren eine DMG Mori SLM 30-Anlage angeschafft, um in der 

eigenen Forschungs- und Entwicklungsabteilung die Möglichkeiten 

des metallischen 3D-Drucks auszuloten. Nur ein Jahr später war 

für die Tübinger klar, dass daraus ein eigener Geschäftsbereich als 

Lohnfertiger entstehen wird. Die „additive“ sprach mit Dr. Matthias 

Luik, Leiter F&E, und Dr. Konrad Bartkowiak, Fertigungsleiter additive 

Fertigung. 

Das Interview führte: Frederick Rindle 

■■■■■■ mav: Für einen Präzisionswerkzeughersteller 

ist es ein ziemlich ungewöhnlicher Schritt als Lohnfertiger 

für additiv gefertigte Bauteile am Markt zu erscheinen. 

Wie haben Sie den 3D-Druck als Chance für 

Horn entdeckt? 

Luik: Die Additive Fertigung hat uns von Beginn an gereizt. 

Von daher haben wir die Fortschritte beim 

3D-Druck mit Metall genau beobachtet. Als dann die 

Maschinentechnologie so weit war, dass wir als Präzisionswerkzeughersteller 

damit arbeiten konnten, haben 

wir uns eine eigene SLM-Anlage zugelegt. Genauer gesagt 

eine DMG Mori Lasertec 30 SLM. 

additive: Welche Vorteile haben Sie sich durch die Additive 

Fertigung erhofft? 

Luik: Wir haben die Maschine ursprünglich für den 

F&E-Bereich erworben, um mit ihr Sonderwerkzeuge 

und Prototypen zu fertigen. In der Anfangszeit sind wir 

dann immer wieder mit unseren Kunden zum Thema 

3D-Druck ins Gespräch gekommen. Aus den anfänglichen, 

reinen Fachgesprächen haben sich dann mehr und 

mehr konkrete Anfragen nach 3D-gedruckten Bauteilen 

ergeben. Aufgrund des regen Kundeninteresses ist bei 

uns schließlich die Idee gereift, einen zusätzlichen Geschäftsbereich 

Lohnfertigung für additiv gefertigte Bauteile 

aufzubauen. 

additive: Konnten Sie Ihre Erfahrungen aus der klassischen 

Werkzeugproduktion in die Welt der Additiven 

Fertigung übernehmen? 

Luik: Bei Horn haben wir einige Kompetenzen gebündelt, 

die auch in der additiven Fertigung eine wichtige 

Rolle spielen. Unsere Mitarbeiter aus dem Bereich Horn 

Hartstoffe zum Beispiel haben jahrzehntelange Erfahrung 

im Bereich der Pulveranalytik. Davon profitieren 


Die 3D-Druck-Experten der Paul 

Horn GmbH: Dr. Matthias Luik, 

Leiter F&E, und Dr. Konrad Bartkowiak, 

Fertigungsleiter additive 

Fertigung. Bild: Horn 

„Hartmetall zu drucken ist der 

Traum eines jeden Werkzeugund 

Formenbauers“ 



wir jetzt beim 3D-Druck gewaltig. Zudem sind wir natürlich 

im Bereich der klassischen Zerspanung mit unseren 

über 100 Bearbeitungszentren sehr gut aufgestellt. 

Dadurch können wir gedruckte Bauteile anbieten, die 

aufgrund einer zerspanenden Nachbearbeitung unglaubliche 

Eigenschaften in einer sehr hohen Präzision 

bieten. Mit Herrn Dr. Konrad Bartkowiak haben wir 

zudem unser Team mit einem echten 3D-Druck-Experten 

verstärkt. 

additive: Welche Materialien können bei Ihnen gedruckt 

werden? 

Bartkowiak: Die Additive Fertigungsbranche bietet eine 

relative breite Palette verschiedener Pulvermaterialien 

an. Wie wir auf der AMB 2018 gezeigt haben, starten 

wir unsere Produktion mit zwei Standardmaterialen. 

Auf der AMB 2018 

haben die Präzisionswerkzeugspezialisten 

erstmals ihre additive 

Fertigung vorgestellt. 

Bild: Horn 

Momentan können wir zum Beispiel Bauteile aus den 

Aluminium-Legierungen AlSi10Mg fertigen. Diese Legierung 

wurde speziell für unsere Automotive-Kunden 

als Leichtbauvariante mitaufgenommen. Zudem können 

wir auch Bauteile aus Edelstahl 1.4404 fertigen. 

Auch anlagenseitig sind wir mit den Pulverwechselmodulen 

für einen schnellen Materialwechsel sehr gut aufgestellt. 

additive: Welche Parameter müssen bei einem Materialwechsel 

neu eingestellt werden? 

Bartkowiak: Insgesamt gibt es vermutlich über 250 

Kenngrößen, die beim Selective Laser Melting angepasst 

werden können. Das fängt schon bei der Zusammenstellung, 

Partikelgrößenverteilung und Fließfähigkeit 

des Pulvers an. Ganz entscheidend ist aber die SLM Maschinen 

Konfiguration und optimierte Laserparameter. 

Dabei muss man die Laserleistung, den Laserfokus, die 

Belichtungszeit, die Belichtungsstrategien, die Ge- 

schwindigkeit, den Hatchabstand und noch zahlreiche 

weitere Eigenschaften exakt auf das Material abstimmen. 

Hierzu haben wir extra eine Matrix erarbeitet, mit 

der wir relativ schnell ein optimiertes Produktionsfenster 

einstellen können. 

additive: Wenn jetzt ein Kunde eines seiner Produkte 

oder einen Prototypen gedruckt haben möchte. Wie 

läuft dann der Herstellungsprozess ab? 

Bartkowiak: In einem ersten Schritt prüft bei uns ein 

speziell für den 3D-Druck geschulter Konstrukteur die 

CAD-Daten des Kunden darauf, ob das Bauteil so gedruckt 

werden kann. Gemeinsam mit dem Kunden werden 

dann eventuelle konstruktive Optimierungen an 

dem Bauteil vorgenommen. Wir sind somit auch Konstruktionsdienstleister, 

besonders wenn es darum geht, 

schwierigste Formen und Funktionen abzubilden. Erst 

nachdem die Daten optimiert wurden, geht das Bauteil 

auf die Maschine. Anschließend wird je nach Kundenwunsch 

das Bauteil noch hochpräzise zerspanend nachbearbeitet. 

Dabei werden Bohrungen, Gewinde oder 

Oberflächen mit hohen Oberflächenanforderungen im 

3D-Druck-Rohling bereits mit einem Aufmaß versehen. 

Der Kunde kann das Bauteil aber auch selbstverständlich 

ohne Nachbearbeitung bekommen. 

additive: Was ist das Besondere am Konstruieren für 

den 3D-Druck? 

Bartkowiak: Grundsätzlich muss man beim Konstruieren 

für die Additive Fertigung alle konventionellen Beschränkungen 

über Bord werfen und sich ausschließlich 

auf die Funktionen des Bauteils konzentrieren. Dabei 

sollte man ruhig mutig sein und so viele Funktionen wir 

möglich in das Bauteil integrieren. Denn je komplexer 

das 3D-gedruckte Bauteil ist, desto höher ist der Mehrwert 

für den Kunden. 

additive: Was sind die größten Herausforderungen 

beim 3D-Druck mit Metall? 

Luik: Die Qualität der Bauteile ist bislang der Knackpunkt. 

Bei der Produktivität mache ich mir hingegen 

weniger Sorgen. Denn diese kann ja relativ einfach 

durch weitere Maschinen erhöht werden. So haben 

auch wir schon alles für weitere zwei Maschinen vorbereitet. 

Eine weitere Herausforderung ist der Informationsstand 

beim Kunden. Denn nicht jedem ist heute 

schon bewusst, was die Additive Fertigung alles leisten 

kann. Wir sind auf jeden Fall davon überzeugt, dass die 

Additive Fertigung Grenzen verschieben und unseren 

Horizont erweitern wird. Unser Zerspanungs-Knowhow 

kombiniert mit unserem Werkstoffwissen und den 

Erfahrungen von Herrn Dr. Bartkowiak versetzt uns in 

eine ganz ausgezeichnete Ausgangssituation. ■ 

Paul Horn GmbH 

www.phorn.de 


Porsche Consulting zeigt Chancen der Additiven Fertigung 

Porsche zeigt wie mit AM 

Geld verdient werden kann 

Kosten senken, Produkte optimieren, neue Geschäftsmodelle 

erschließen. In der neuen Analyse „Erfolgreich in die 

Zukunft mit Additiver Fertigung“ zeigt die Managementberatung 

Porsche Consulting erstaunliche Möglichkeiten 

im Zusammenhang mit dem 3D-Druck auf. 

■■■■■■ Vor allem produzierende Unternehmen können 

vom Einsatz der neuen Technologie profitieren – 

und zwar ab sofort. Die zu schaffenden Rahmenbedingungen, 

Tipps zur Strategiegestaltung sowie ein „Quick 

Check“ zu den Handlungsfeldern Kunde, Produkt und 

Prozess hat Porsche Consulting in einem White Paper 

zusammengefasst. 

Warum in AM investieren? 

In dieser Situation muss sich jedes produzierende Unternehmen 

fragen: Wo bringt der Einsatz von additiven 

Fertigungsverfahren Vorteile? Lässt sich Zusatznutzen 

auf technischer Ebene erzielen? Entstehen Kostenvorteile? 

Verkürzt sich die „Time-to-Market“? Oder lassen 

sich ganz neue Geschäftsmodelle etablieren? 

Die aktuelle Diskussion bewegt sich noch zwischen 

Hype und Skepsis. Wer den Nutzen und die Einsatzmöglichkeiten 

dieser Technologie realistisch abschätzen 

möchte, muss unter anderem die technischen und kommerziellen 

Anforderungen an die Produkte und die zu 

produzierenden Stückzahlen berücksichtigen. In einigen 

Märkten, insbesondere in der Konsumgüterindustrie, 

kommen Marketing-Aspekte hinzu. 

Navigationshilfe für Entscheider 

Adidas, Airbus, BMW, Chanel, GE, Google, Lego, Siemens, 

Stryker: Namhafte Unternehmen aus unterschiedlichen 

Bereichen der Industrie investieren in additive 

Fertigungsverfahren. Sie setzen unter anderem darauf, 

dass die AM die Leistungsfähigkeit und Funktionalität 

von Bauteilen steigert, individualisierte Produkte ermöglicht 

und/oder Wertschöpfungsketten radikal verändert. 

Erf 

olgreich in die Zukunft mit Additiver Fertigung. 

Bild: Porsche Consulting 

Der vorliegende Report gibt im ersten Teil einen Überblick 

über den aktuellen Status quo – in Form von fünf 

Thesen und einer Schlussfolgerung. Im zweiten Teil 

stellt er mit dem chAMp-Modell („Channeling Additive 

Manufacturing Potential“) eine Navigationshilfe für 

Entscheider bereit, um den konkreten und individuellen 

Nutzen der Technologie schnell und einfach zu bewerten. 

Der dritte Teil diskutiert die Serienreife der Technologie 

und leitet Handlungsempfehlungen für einzelne 

Anwendungsbereiche ab. 

Wenn der Leser nach der Lektüre den 

Schluss zieht, dass er sich intensiv mit 

den additiven Fertigungsverfahren beschäftigen 

und die individuellen Nutzungsmöglichkeiten 

bewerten sollte, hat 

der Report sein Ziel erfüllt. Denn die additive 

Fertigung bietet hohes Potenzial 

für die Weiterentwicklung von produzierenden 

Unternehmen und sollte daher 

Teil von deren Zukunftsstrategie sein. 

Zudem entwickelt sich die Technologie 

mit hoher Geschwindigkeit weiter. Wer 

heute nicht in die Additive Fertigung einsteigt, 

läuft Gefahr, den Anschluss zu 

verlieren. 

■ 

Porsche Consulting GmbH 

www.porsche-consulting.com 



Effiziente Integration in bestehende Produktionsumgebungen und konstruktive Möglichkeiten im Fokus 

3D-Druck unterwegs 

zur Serienfertigung 

Eine der großen Herausforderungen der Additiven Fertigung ist immer 

noch die wirtschaftliche Herstellung von Vor- und Kleinserien. 

Mit einem ganzheitlichen Blick auf alle Phasen der Additiven Fertigung 

geht Solidteq – ein Spezialist für den 3D-Druck in Metall 

und ein Start-up der Rheinmetall Group – diesem Zukunftsthema 

entgegen. 

■■■■■■ Hinsichtlich Design- und Funktionsoptimierung 

von Komponenten eröffnet der 3D-Druck neue 

Potenziale. Oftmals steht die Lohnfertigung von Einzelteilen 

und Prototypen im Vordergrund. Die Anforderungsreichweite 

der Serienproduktion allerdings übertrifft 

die der Prototypenfertigung bei Weitem. Hier geht 

es um die effiziente Integration in bestehende Produktionsumgebungen 

und ebenso um die intelligente Vernetzung 

der konstruktiven Möglichkeiten des 3D-Drucks 

mit konventioneller Fertigung, insbesondere mit allen 

Formen der mechanischen Nachbearbeitung und Veredelung. 

„Die ersten Erfahrungen, die wir in der letzten Zeit 

mit der Entwicklung von Serienprodukten machen, begeistern 

uns, weil wir sehen, dass wir hier den nächsten 

Schritt der Industrialisierung des 3D-Drucks mitgestalten“, 

so Benedikt Szukala, Leiter Unternehmensentwicklung 

bei Solidteq. „Allerdings begegnen wir auch 

völlig neuen Anforderungs- und Verantwortungsszenarien, 

mit denen umzugehen wir lernen müssen“, so Szukala 

weiter. 

Erhöhte Komplexität in allen Fertigungsphasen 

Der 3D-Druck eröffnet neue 

Potenziale hinsichtlich Designund 

Funktionsoptimierung von 

Komponenten . Bild: Solidteq 

Die hohe Designfreiheit und verbesserte Produktfunktionalität 

in der additiven Fertigung korrespondiert in 

der Regel mit einer wesentlich höheren Komplexität des 

Endproduktes. Eine Komplexität, die sich in der Serienfertigung 

auch auf die vorund nachgelagerten Fertigungsphasen 

des 3D-Drucks auswirkt. 

Gegebenenfalls muss die Verbesserung von Funktions- 

oder Materialeigenschaften sehr gezielt die spezifische 

mechanische Nachbearbeitung und Veredlung des 

Produktes – sprich Wärmebehandlung, Schweißen, Beschichten, 

Lackieren um nur einige zu nennen – in den 

Blick nehmen. Sei es um Qualität oder Kosten des Serienbauteils 

weiter zu verbessern oder Fertigungsrisiken 

zu minimieren. Das kann bis zu erneuten Designanpassungen 

in der Konstruktion führen, um eine optimierte 

Reihenfolge der Bearbeitungsschritte zu erreichen. 

Darüber hinaus kommt in diesem komplexen Umfeld 

dem reibungslosen Zusammenspiel der unterschiedlichen 

Fertigungspartner eine zentrale Rolle zu. 

Schnittstellenmanagement wird zur Königsdisziplin. Die 

Anforderungen an die Fertigungspartner steigen sowohl 

sachlich-fachlich als auch in puncto Projektkommunikation 

und Abstimmungsprozesse. 

Erfolgsfaktor Projekt- und Schnittstellenmanagement 

Erfolgskritisch bei der Serienfertigung von Produkten 

ist natürlich die technische Ausstattung und der qualifizierte 

Zugriff auf alle Formen der Nachbearbeitung. 

Darüber hinaus liegen die entscheidenden Erfolgsfaktoren 

vor allem im Knowhow und der praktischen Erfahrung. 

Ein Dienstleister muss in der Lage sein, hohe Komplexität 

und zahlreiche Lieferantenschnittstellen in den 

Griff zu bekommen. Was er dafür braucht, ist ein breites 

Spektrum integrierter Fach- und Sozialkompetenz. Dazu 

gehören solide Kenntnisse in der Additiven Fertigung 


– angefangen in der Konstruktion, über CAD-Modell 

und Druck bis hin zur mechanischen Bearbeitung. Nicht 

zuletzt sollte das Unternehmen in der Lage sein, alle 

Prozessbeteiligten konstruktiv zu einem stimmigen Projekt-Orchester 

zusammenzuführen. 

Lohnfertiger oder Generalunternehmer 

„In den Serienprojekten des vergangenen Jahres haben 

wir gelernt, dass wir zunehmend in die Rolle eines 

Generalunternehmers hineinwachsen, mit einem gestiegenen 

Koordinationsaufwand in jeder Prozessphase“, 

erläutert Szukala. „Dies in der Abstimmung mit Kunden, 

Partnern und bei der Koordination aller Nachbe - 

arbeitungsschritte und mit einer höheren Verantwortlichkeit 

für den finalen Projekterfolg. Wir glauben, dass 

sich in der Zukunft jeder 3D-Druck-Anbieter entscheiden 

muss: Entweder er bleibt reiner Lohnfertiger und 

Teilelieferant. Oder er übernimmt sukzessive die Rolle 

eines Generalunternehmers, der alle Phasen des additiven 

Fertigungsprozesses verantwortlich abdeckt. Was er 

dafür braucht, ist ein interdisziplinäres Kompetenzportfolio.“ 

■ 

Spezialist für 3D-Metalldruck 

Solidteq ist spezialisiert auf den 3D-Druck mit metallischen Werkstoffen. 

Das aus der Rheinmetall Automotive AG hervorgegangene 

Start-up bündelt umfangreiche konzerninterne Kenntnisse im Bereich 

der additiven Fertigung und versteht sich als Treiber der Industrialisierung 

dieser Schlüsseltechnologie. Zielgruppen sind die Automobilindustrie, 

der Maschinenbau sowie weitere Branchen, die auf 

einen kurzen Produktentwicklungszyklus angewiesen sind oder sich 

dadurch zusätzliche Wettbewerbsvorteile verschaffen wollen. Das 

junge Unternehmen verbindet die Vorteile eines Start-ups mit der 

Solidität und der ausgereiften Infrastruktur eines Großkonzerns. 

Durch die langjährige Erfahrung in der Technologie des Selective 

Laser Melting bringt es eine hohe Prozesssicherheit und ein vertieftes 

Prozessverständnis mit. 

Solidteq GmbH 

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Additive Technologien in der Praxis 

Märklin etabliert mit 

3D-Druck den Feinguss 

Der 3D-Druck als additive Produktionstechnologie hat den Mittelständler 

Märklin sofort elektrisiert. Doch in der Praxis ist ein Erreichen 

von Prozesssicherheit kein Spaziergang. Mit einem mehrjährigen 

Entwicklungsprojekt, Bachelor- und Technikerarbeiten und 

einem Experimentallabor hat der Modellbahn-Marktführer pragmatisch 

die vielen Technologien, Materialien und Anwendungsmöglichkeiten 

des 3D-Drucks für sich sortiert. Der Lohn: Innovations - 

impulse im Vorrichtungsbau und der Direktfertigung. 

Autor: Rochus Rademacher, Freier Journalist 

■■■■■■ Zwei Jahre lang hat Michael Zauner, Projektleiter 

CAD bei Märklin, die Tauglichkeitsanalyse 

der Trendtechnologie 3D-Druck für den Einsatz in der 

Modellfertigung vorangetrieben. Dann bekommt er auf 

der Messe Molding Expo die Bestätigung für das Projekt, 

als er drei marktführenden Technologieanbietern 

das Gussgehäuse einer kleinen Tenderlok der Baureihe 

80 auf den Tisch stellt. „Dieses Gussteil ist nie und nimmer 

im Feingussverfahren hergestellt worden“, bekommt 

er zu hören. Ist es doch. Ausgangspunkt für das 

in der Schmuckindustrie und Zahntechnik etablierte 

Verfahren war ein detailliertes Kunststoffmodell, erzeugt 

aus Konstruktionsdaten im 3D-Druck. Inzwischen 

ist die Lok in Serienfertigung gegangen. 

„Märklin verfolgt Innovationsansätze, die entweder 

Produkte verbessern oder den Fertigungsprozess optimieren 

– das additive Verfahren des 3D-Drucks hilft bei 

beidem“, erklärt Wolfrad Bächle, der für die Märklin- 

Produktion zuständige Geschäftsführer. Technologie - 

beobachtung und Materialforschung ist Aufgabe der 

Tochtergesellschaft Märklin Engineering GmbH, die 

sich eng mit der Entwicklung abstimmt. Der Aufwand 

ist erklärbar: „Märklin-Loks sind inzwischen digital gesteuerte 

Mechatronikprodukte aus bis zu 300 Einzelteilen 

respektive Komponenten, einige Modelle erfassen 

sogar die Motordaten für Fahrbetriebfunktionen. Entsprechend 

dauert die Entwicklungs- und Konstruktionszeit 

bis zu zwei Jahre, Einmalkosten summieren sich 

schnell zu einem hohen sechsstelligen Betrag.“ 

Für Messemuster arbeitet Märklin seit mehr als 20 

Jahren mit dem Stereolithografieverfahren (STL). „Ein 

Laser härtet in einem ‚Aquarium’ mit einem hochwertigen 

Harz mit einem UV-Laser ein Werkstück Schicht für 

Schicht aus“, erläutert CAD-Spezialist Michael Zauner. 

Viel Knowhow sei erforderlich, das Werkstück auf der 


Plattform so zu stützen, dass es stabil in der Flüssigkeit 

stehen bleibt. Leider verspröden die Teile, wenn sie länger 

Licht ausgesetzt sind. So rückten Alternativen in den 

Blick. 

FDM als Starttechnologie 

Als Einstieg wurde der 3D-Druck mit geschmolzenen 

Materialien gewählt, und zwar die Schmelzschichtung 

(Fused Deposition Modeling, FDM). „Ein drahtförmiges 

Kunststoffmaterial wird aufgeheizt und im Drucker 

durch eine Düse gepresst – Schicht um Schicht erwächst 

so aus den Konstruktionsdaten das Werkstück“, skizziert 

der CAD-Experte das Verfahren. „FDM ist ein 

deutlich weniger komplexes Verfahren wie STL, doch 

beim FDM weist die Werkstückoberfläche durch die 

Schichtung immer Rillen auf.“ 

Gehäuse der kleinen 

Tenderlok werden mit 

einem Laser in einem 

Spezialharz aus Schichten 

aufgebaut, wobei 

Stützvorrichtungen erforderlich 

sind. Bild: Kötzle, 

Märklin 

Einfach Abschleifen? Für ein „Krokodil“ oder eine 

Dampflok mit vielen angeformten winzigen Nieten keine 

Option. „Aber bei Vorrichtungen für Modellteile 

kräht wegen der Optik kein Hahn“, dachte sich Zauner 

und suchte nach einem Pilotanwender. Den fand er in 

Michael Ludwig, Leiter Oberflächen/Galvanik bei 

Märklin. Hier werden vom Werkzeugbau konstruierte, 

CNC-gefräste Aufnahmen aus Metall verwendet, auf 

die Lokgehäuse bei der Lackierung gesteckt werden. 

Angesichts vieler Produktionsumstellungen war die stabile 

3D-Kunststoffalternative bei Digitaldruckern willkommen, 

weil sie schnell herzustellen ist und wegen des 

geringeren Gewichts auch noch den Qualitätsvorteil 

bietet, dass die Maschinen nicht so sehr belastet werden 

und genauer positionieren können. So ist eine hohe Präzision 

bei der Vorrichtung gewährleistet (x-Richtung: 

0,1 Millimeter, y-Richtung: 0,25 Millimeter). 

Farbige Flächen aus Kunststoff 

Abteilungsleiter Ludwig begriff schnell. „Bei der 

Grundfarbgebung ersetzen 3D-gedruckte Kunststoffteile, 

wenn es technisch möglich ist, die bisher aus Stahl 

Der Modellprototyp der 80 032 (Mitte) aus 

dem 3D-Drucker steht auf Stelzen, die sich 

leicht entfernen lassen. Die Optimierung des 

3D-Drucks lässt Märklin das ganze Modell aus 

Kunststoff herstellen (links). Über das aus dem 

3D-Druck entstandene silberne Gehäuse werden 

die Wachsformen des Gussbaumes hergestellt. 

Bild: Kötzle, Märklin 

gefertigten Abdeckungen für farbfreie Flächen. Damit 

werden Aufwände und Vorbereitungszeiten reduziert.“ 

Als nächstes zeigte der Farbgebungsexperte auf die 

Schablonen, die Modelle vor einem ungewollten Farbauftrag 

schützen und nur zwei Hundertstel Millimeter 

von dem Lokgehäuse entfernt sein dürfen, um eine 

scharfe Lackkante sicherzustellen. „Momentan prüfen 

wir den Einsatz von zweikomponentig 3D-gedruckten 

Dichtlippen für den Einsatz bei der partiellen Farb - 

gebung. Auch hier haben wir für bestimmte Prozess - 

inhalte positive Erfahrungen gemacht. In dieser An - 

wendung sehen wir auch Potenzial für 3D-gedruckte 

Vorrichtungsteile und werden die Sache natürlich 

weiterverfolgen.“ 


Projekt des Monats 

Frisch aus dem 3D-Drucker: Michael Zauner, Projektleiter 

CAD bei Märklin, hat die Lok der Baureihe 80 im 

STL-Verfahren mit Digital Light Processing hergestellt 

– ein Beamer projiziert die Objektschichten in ein Photopolymer. 


Michael Zauner, Projektleiter CAD bei Märklin, prüft, ob eine 

3D-gedruckte Aufnahme das Lokgehäuse präzise aufnimmt. 


Potenzial des 3D-Drucks systematisch ausgelotet 

Parallel zu den Experimenten vertiefte Märklin das 

theoretische Wissen. „Wir haben das Potenzial des 

3D-Drucks, die Verfahren und die Einsatzmöglichkeiten 

mit schnellem Return on Investment in Bachelor- und 

Technikerarbeiten sowie Versuchsreihen systematisch 

ausgelotet“, so Märklin-Geschäftsführer Wolfrad 

Bächle, „denn im 3D-Druck gibt es eine Vielzahl von 

Druckmaterialien mit spezifischen Eigenschaften und 

die 3D-Drucktechnik schreitet schnell voran.“ In einem 

Fachabteilungs-Meeting konnten Abteilungsleiter und 

Maschineneinsteller mit Rechen- und physikalischen 

Beispielen überzeugt werden sowie einer Liste mit Vorrichtungen, 

die für einen 3D-Druck in Frage kommen. 

Inzwischen amortisieren sich die kostspieligen Drucker 

im Vorrichtungsbau. Zum Zuge kommt auch das 

Multi-Jet Modelling (MJM), ein Verfahren, das quasi 

STL und FDM kombiniert. „Mit Inkjet-Köpfen wird 

Harz schichtweise aufgetragen und mit einer direkt im 

Druckkopf integrierten UV-Lichtquelle schnell ausgehärtet. 

Allerdings können verschiedene Materialien 

über die Druckköpfe verarbeitet werden, sodass wir 

etwa Supportstrukturen mitdrucken können, die sich 

leicht entfernen lassen. Durch die sehr feine Schichtung 

beim MJM könnten in der Direktfertigung zukünftig 

sogar mehrfarbige Wageninneneinrichtungen entstehen.“ 

Nach der Pflicht die Kür 

In der Gießerei soll der 3D-Druck den Weg für das Feingussverfahren 

ebnen. „Seit über 80 Jahren sind die filigranen 

Lokgehäuse und durchbrochenen Wagenböden 

aus Zinkdruckguss ein Alleinstellungsmerkmal Märklins, 

doch Druckgussformen sind bei kleineren Stückzahlen 

unrentabel“, schildert Geschäftsführer Wolfrad 

Bächle die Situation. „Eine qualitätsvolle Alternative ist 

hier das Feingussverfahren der verlorenen Form, bei 

dem der 3D-Druck eine zentrale Rolle spielt.“ Für die 

Machbarkeitsstudie hat Märklin eine Tenderlok der 

Baureihe 80 im Maßstab 1:220 ausgesucht, die exklusiv 

für Mitglieder des großen Märklin-Kundenclubs produziert 

wird. Laut Wolfrad Bächle genügt es nämlich 

nicht, einen Prozess zu beherrschen: „Er muss serientauglich 

sein.“ 

Im Schichtbauverfahren wächst im 3D-Drucker das 

filigrane Kunststoffgehäuse der kleinen Lok 80 032. Im 

ersten Projektansatz entstand aus diesem Prototypen eine 

Silikonform, mit der ein langlebiges Silberexemplar 


Michael Ludwig, Leiter 

Oberflächen/Galvanik bei 

Märklin, sorgt für lupenreine 

Anschriften aus dem Digitaldrucker: 

Für die akkurate 

Position des Gehäuses 

sorgt die 3D-Kunststoffvorrichtung, 

die CNC-gefräste 

Aufnahme ersetzt hat. Bild: 

Kötzle, Märklin 

produziert wird, dessen Oberflächen die Graveure perfektionieren. 

Von diesem perfekten Urmodell werden 

die verschleißanfälligen Silikonformen hergestellt, in die 

Wachs eingegossen wird. Die Wachsmodelle werden 

nun wie Früchte an einen Baum aus Wachs gehängt, der 

in einer Cuvette mit Gips übergossen wird. Nach dem 

Ausschmelzen des Wachses bei circa 160 Grad füllen die 

Gießer die hohle Gipsform unter Vakuum mit Metall. 

Die Form wird zerschlagen – geht also verloren – und 

die Metallgehäuse reihen sich in den eingespielten Prozess 

der Gussnachbearbeitung ein. Das Feingussverfahren 

besitzt auch Auswirkungen auf die Produktqualität. 

Die Konstruktion musste sich für die kleine Erstlingslok 

mit dem organischen Konstruieren befassen: Wo beim 

Zinkdruckguss auf entformbare Elemente Rücksicht genommen 

werden musste, lassen sich beim 3D-Druck 

Hinterschnitte umsetzen, was ein Modell noch vorbildgerechter 

aussehen lässt. 

Angewandt wird das STL-Verfahren mit Digital 

Light Processing (DLP). „Dabei projiziert ein Beamer in 

einem Becken mit Resin, einem flüssigem Photopolymer, 

auf eine bewegliche Plattform eine Schicht eines Objekts. 

Diese erhärtet und die Plattform wird um eine 

Schichthöhe nach oben bewegt, Harz fließt nach und es 

erfolgt die nächste Schichtprojektion.“ DLP habe zwei 

Vorteile: Es wird eine Plattform belichtet, auf der zeitgleich 

mehrere Objekte für den Wachsbaum aufwachsen. 

Außerdem sind die Schichten feiner, was die Rillenbildung 

an der Oberfläche minimiert. „Die Maschine ist 

für Schichtdicken von 25 bis 50 Mikrometer ausgelegt, 

wir haben sie mit Prozessentwicklung dazu gebracht, 

Schichten von zehn Mikron zu produzieren.“ 

Damit konnte Märklin die Silikonform aus dem ersten 

Projektansatz umgehen und per Resinguss die Urmodelle 

einfach direkt drucken. Eine Software erledigt 

automatisch auf Basis der Konstruktionsdaten das Slicing, 

also das Aufdröseln des 3D-Objekts in Schichten. 

Sie definiert auch die Stützen, die sich später leicht abtrennen 

lassen. „Wir haben mit verschiedenen Harzen 

experimentiert, die bis zu 600 Euro pro Liter kosten, 

um das Urmodell bedarfsgerecht zu designen“, spricht 

Michael Zauner eine der vielen Stellschrauben an, die 

das Ergebnis beeinflussen. „Wir mussten eine optimale 

Ausbrennkurve des definierten Resins aus der Gipsform 

finden – da darf man mit circa 250 Parametern spielen.“ 

In der Schmuckindustrie oder der Zahntechnik 

werden die durch winzige Aschereste entstandenen Lunker 

auf dem Metallkörper einfach wegpoliert oder mit 

dem Laser verschweißt. „Wir können aber wegen der 

Strukturelemente nicht polieren – der Guss muss auf 

Anhieb passen.“ 

3D-Druck hat seinen Platz gefunden 

Die Anforderung der gleichbleibenden Qualität hat 

Märklin auf Augenhöhe mit den Maschinenherstellern 

und Harzlieferanten gebracht, was Zauner auf der Molding 

Expo zur Kenntnis nehmen durfte. Die Technologiestudie 

geht weiter, denn bei den Versuchen haben sich 

weitere neue Einsatzmöglichkeiten aufgetan. „Stand 

heute hat das additive Fertigungsverfahren des 

3D-Drucks bei Märklin als Fertigung ohne Werkzeug 

und ohne Form im Vorrichtungsbau sowie in der Direktfertigung 

seinen Platz gefunden – ebenso als maßgebliche 

Vorstufe im Feingussverfahren.“ 

■ 

Gebr. Märklin & Cie. GmbH 

www.maerklin.de 


01Anlagen 

Links sind zwei V-förmige 

additiv gefertigte 

Brenner zu sehen; rechts 

die Innenkapsel einer 

Glühbirne. Bild: 3D Systems 

Havells Sylvania setzt in Zusammenarbeit mit 3D Systems auf additiv gefertigte Brenner 

Lebensdauer verdreifacht bei 

50 Prozent weniger Material 

In Zusammenarbeit mit 3D Systems entwickelte Havells Sylvania 

additiv gefertigte, monolithische Brenner als Ersatz für wasser - 

gekühlte Gasbrenner aus hoch temperaturbeständigem Inconel 

entwickelt. 

■■■■■■ Die Ingenieure untersuchten zunächst die 

vorhandenen Brenner, mit denen Quarzglas auf extreme 

Temperaturen erhitzt wird. Aufbauend auf der Kompetenz 

von 3D Systems in der additiven Fertigung wurde 

ein Brenner aus hoch temperaturbeständigem Inconel 

entwickelt, der auf konventionelle Weise nicht zu fertigen 

war. Dank einer erheblichen Reduzierung des Materialvolumens 

und konturnaher Kühlkanäle, die weniger 

als einen Millimeter vom brennenden Gas entfernt sind, 

wird eine hervorragende Kühlung erreicht. Durch die 

längere Haltbarkeit der additiv gefertigten Brenner 

konnte die Lebensdauer der Brenner bei gleichbleibend 

hoher Produktionsqualität, niedrigeren Produktionsausfallzeiten 

und geringeren Wartungskosten verdreifacht 

werden. 

Um die Innenkapsel einer Glühbirne zu formen, werden 

Quarzglasrohre auf ca. 2000 ˚C erhitzt. Dies erfolgt 

mittels zweier V-förmiger Brenner, die an ein Glasrohr 

herangeführt werden und dieses umfassen. Eine Vielzahl 

schmaler, blauer Flammen erhitzt das Quarzglas von allen 

Seiten und stellt direkt die gewünschte Form her. Die 

erforderliche extreme Hitze wird von mehreren Gasbrennerstationen 

erzeugt, die parallel arbeiten. „Die 

Heizleistung der vorhandenen Brenner war zufriedenstellend, 

aber ihre begrenzte Haltbarkeit erforderte eine 

andere Lösung“, erläutert Frank Broeders, Projekt - 

leiter und Leiter der Anlagenentwicklung bei Havells 

Sylvania. 

„Wir schlugen vor, die Brenner additiv in Inconel zu 

fertigen“, sagt Tom De Bruyne, Vertriebsleiter bei 3D 

Systems in Leuven, Belgien. „Inconel ist ein oxidations- 


und korrosionsbeständiges Material, das sich hervorragend 

für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen 

mit hohen Temperaturen und hohem Druck eignet. 

Beim Erhitzen bildet Inconel eine dicke, stabile, passivierende 

Oxidschicht, die die Oberfläche vor einem 

weiteren Angriff schützt. Inconel bewahrt seine Festigkeit 

auch bei hohen Temperaturen, bei denen bei Aluminium 

oder Stahl Kriecherscheinungen auftreten würden.“ 

De Bruyne erläutert, dass die Nutzung von Inconel 

eine konventionelle Nachbearbeitung des additiv hergestellten 

fertigen Brenners unmöglich macht. „Wir haben 

zunächst gedacht, dass dies ein Problem sein könnte. 

tigten Brennereinheit wesentlich niedriger als in den ursprünglichen 

Brennern.“ Aufgrund der unzureichenden 

Kühlung konnte es bei der ursprünglichen Konstruktion 

dazu kommen, dass nach mehreren Monaten ununterbrochenen 

Betriebs Rohrbefestigungen versagten oder 

die Dichtstopfen der Kühlbohrungen herausfielen. Die 

Beseitigung solcher Probleme erforderte langwierige 

und kostspielige Reparaturen, bei denen die Fertigungslinie 

stillstand. 

„Die Brenner sind jetzt seit mehr als 18 Monaten im 

Einsatz“, führt Broeders weiter aus. „Das ist wesentlich 

mehr als bei den alten Brennern, deren Lebensdauer nur 

sechs Monate betrug.“ Gleichzeitig sind die Reparaturund 

Wartungskosten erheblich gesunken, was unter Berücksichtigung 

der niedrigeren Kosten und Stillstandszeiten 

die Produktivität erheblich gesteigert hat. Die 

neuen Brenner sind zwar in der Herstellung ca. 20% 

teurer, aber tatsächlich sind sie 60% kostengünstiger, 

wenn man die Verdreifachung der Lebensdauer berücksichtigt. 

■ 

3D Systems Corporation 

www.3dsystems.com 

Der Brenner aus hoch temperaturbeständigem Inconel kann nicht 

auf konventionelle Weise hergestellt werden. Bild: 3D Systems 

Nachdem wir aber eine Reihe von Prototypenserien hergestellt 

hatten, waren wir in der Lage, einen direkt einsatzbereiten, 

monolithischen Brenner additiv zu fertigen. 

Der Brenner vereinigt die unterschiedlichen Funktionen 

des ursprünglichen Brenner-Dichtungsblocks mit 

mehr als 20 Teilen, einschließlich eines Kühlkreislaufs 

und einer präzisen Anordnung qualitativer Gaskanäle.“ 

„Die funktionale Integration durch additive Fertigung 

ermöglichte außerdem eine Reduzierung des Materialvolumens 

im Brenner um 50 %“, sagt Broeders. 

„Dadurch sinkt die Materialwärme, die bei jedem Brennerzyklus 

abgeführt werden muss. Zur Optimierung der 

Kühlung haben wir gemeinsam einen inneren Kreislauf 

entwickelt, der auf vier Strömungskanäle verteilt ist, die 

jeweils an die Gasaustrittsfläche angepasst sind. Eine 

nur 0,7 mm starke, dünne Wand trennt die Kühlkanäle 

von der Kante des Brenners, an der die Wärmeabstrahlung 

am höchsten ist.“ 

Additiv gefertigte Brenner bieten längere Lebensdauer 

Broeders erläutert weiter, dass ein hoher Kühlwasserdurchfluss 

und eine optimierte Positionierung und Geometrie 

der Kühlkanäle die Ausdehnung des Brennermaterials 

innerhalb akzeptabler Grenzen halten. „Dadurch 

sind die mechanischen Spannungen in der additiv gefer- 

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01Anlagen 

Atherton Bikes macht Tempo mit additiver Fertigung von Renishaw 

3D-Druck für 

Mountainbike-Rahmen 

Renishaw arbeitet mit der neuen Mountainbike-Marke Atherton 

Bikes zusammen, um additiv gefertigte Titanmuffen für deren Fahrradrahmen 

zu produzieren. Die neue Marke wurde im Januar von 

den Atherton Geschwistern Gee, Rachel und Dan mit Unterstützung 

von Piers Linney (bekannt aus der britischen Fernsehshow 

Dragons’ Den, in Deutschland: Die Höhle der Löwen) gegründet. 

■■■■■■ Die Athertons sind eine Mountainbike Weltmeister-Familie, 

die jetzt mit ihren eigenen Rädern bei 

Wettkämpfen antritt und eine Reihe an Mountainbikes 

weltweit verkauft. Die ersten davon bestehen aus Kohlefaserrohren 

wie bisher, die jedoch durch Titanmuffen 

verbunden werden, welche auf einem Renishaw 

Ren AM 500Q Multilasersystem additiv gefertigt werden. 

In der Initialphase der Produktion wird zunächst 

bei Renishaw in einem Solution Center für die additive 

Fertigung im britischen Staffordshire gefertigt, mit anschließendem 

Übergang zur eigenen Herstellung bei 

Atherton Bikes. 

Ein weiterer Partner des Projektes ist Dave Weagle, 

der berühmte Konstrukteur für Federungen, sowie Ed 

Haythornthwaite und weitere Mitglieder der ehemaligen 

Robot Bike Company. Renishaw hat schon früher 

mit der Robot Bike Company zusammengearbeitet und 

Titanmuffen für den R160 Mountainbike-Rahmen gefertigt. 

Die Muffen für die Atherton-Bikes sind die ersten 

Mountainbike-Komponenten, die auf dem Vier- 

Laser Ren AM 500Q System gefertigt werden. Dieses 

ermöglicht laut Hersteller eine höhere Produktivität ohne 

Kompromisse in der Qualität. 

„Renishaw ist ein weltweit führender Hersteller von 

Maschinen für die additive Fertigung auf Metallbasis,“ 

erklärt Jono Munday, Applications Manager bei Renishaw 

für die additive Fertigung. Aufgrund seiner Position 

als führendes Unternehmen im Bereich der Messtechnik 

könne Renishaw seinen Kunden dabei helfen, 

eine Komplettlösung vom AM-Bauprozess bis hin zur 

Begutachtung der 3D-Druck-Teile. Bild: Renishaw 

Atherton-Geschwister Gee, Rachel und Dan (v. re.). Bild: Renishaw 


Atherton Mountain- 

Bike. Bild: Renishaw 

Bearbeitung und Nachbearbeitung zu entwickeln und 

eine Endverbraucher-Komponente anzubieten. 

„Die Fertigung der Muffen auf der Ren AM 500Q 

Anlage ermöglicht eine schnelle Produktionszeit,“ so 

Munday. „Das bedeutet, dass die Entwicklung des 

Mountainbike-Rahmens schnell vonstatten geht und 

den genauen Anforderungen des Bikers entspricht. Dies 

kann das Atherton Racing-Team während der Weltcup- 

Saison selbst sein oder ein Kunde aus dem Einzelhandel. 

Üblicherweise müsste man einen großen Aufwand rund 

um den Werkzeugbau treiben. Die additive Fertigung ist 

jedoch ein digitaler Prozess: Die Muffen können nun 

über ein CAD-Programm sehr viel einfacher modifiziert 

und effizient produziert werden.“ 

Während der Entwicklung der neuen Atherton Bikes 

hat Renishaw Feedback gegeben und die Muffen so modifiziert, 

dass sie präzise und erfolgreich produziert werden 

können. 

Der AM-Bauprozesses sowie die Bearbeitung und 

Nachbearbeitung werden von Renishaw in einem Solutions 

Center durchgeführt. Renishaw bietet ein weltweites 

Netz von Solution Centers, die von AM-Experten 

besetzt sind, damit Unternehmen ihr Wissen und Vertrauen 

anhand von additiver Fertigungstechnologie aufbauen 

können. 

■ 

Renishaw GmbH 

www.renishaw.de/solutionscentre 

AM-Teile, die von Renishaw geliefert wurden. Bild: Renishaw 


01Anlagen 

Additive Fertigungsanlagen mit konventionellen CNC-Maschinen kombiniert 

DMG Mori: Full-Liner 

für die Additive Fertigung 

Das Portfolio von DMG-Mori umfasst vier vollständige Prozessketten 

für additive Verfahren mit der Pulverdüse und im Pulverbett. 

Das Angebot rund um die Lasertec 3D hybrid, Lasertec 3D und 

Lasertec SLM Baureihen wurde jüngst um die hochgenaue Lasertec 

12 SLM erweitert. Die Optomet-Software rundet das Angebot 

durch ihre intelligente Parametersteuerung ab. 

■■■■■■ Mit dem zunehmenden Wachstum additiver 

Fertigungstechnologien entdecken Konstrukteure deren 

Potenzial in der Gestaltung von Bauteilen und Werkzeugen. 

Gleichzeitig steigen die Qualität der additiv gefertigten 

Werkstücke und die Bearbeitungsgeschwindigkeit. 

Das Resultat sind durchweg positive Prognosen: 

Das Additive Manufacturing wird im hohen zweistelligen 

Bereich steigen. „Insbesondere als Ergänzung zu 

den konventionellen Herstellungsmethoden bieten die 

Verfahren mit Pulverdüse oder im Pulverbett sinnvolle 

und zukunftsträchtige Möglichkeiten“, erklärt Patrick 

Diederich, bei DMG Mori verantwortlich für Additive 

Manufacturing. 

Mit seinem breit gefächerten Maschinenportfolio sowohl 

in der Zerspanung als auch im Additive Manufacturing 

denkt DMG Mori bei diesem Thema ganzheitlich. 

Patrick Diederich weiß: „Um die Additive Fertigung 

fest in der Produktion zu etablieren, ist die Integration 

in bestehende Produktionssysteme und Prozessketten 

essenziell – besonders, wenn der Schritt von der 

Prototypen- und Kleinserienfertigung zur Serienfertigung 

gelingen soll.“ 

Vier vollständige Prozessketten 

Das Portfolio umfasst vier 

vollständige Prozessketten für 

additive Verfahren mit der 

Pulverdüse und im Pulverbett. 

Bild: DMG Mori 


Vier Prozessketten mit AM und Zerspanung 

aus einer Hand 

Mit der Kombination aus Laserauftragsschweißen und 

spanender Bearbeitung auf den Maschinen der Lasertec 

3D hybrid Baureihe ist man seit über fünf Jahren erfolgreich 

am Markt. Als verbreitetster Vertreter dieser Baureihe 

eignet sich die Lasertec 65 3D hybrid für die Additive 

Fertigung von komplexen Prototypen und Kleinserienteilen, 

für die Reparatur sowie für Beschichtungen 

von Bauteilen. Hinzu kommt die Lasertec 65 3D für das 

reine Laserauftragsschweißen als Ergänzung zu einem 

bestehenden Maschinenpark von Bearbeitungszentren. 

Die Lasertec SLM Baureihe erweitert das Portfolio um 

das Pulverbettverfahren mittels Selective Laser Melting. 

Durch die Kombination der additiven Fertigungstechnologien 

mit konventionellen CNC-Maschinen realisiert 

der Maschinenhersteller vier individuelle und bedarfsgerechte 

Prozessketten. 

Viermal genauer als der Industriestandard 

Die Lasertec 30 SLM 2nd Generation hat einen Bauraum 

von 300 × 300 × 300 mm und bietet im neuen 

Stealth Design einen hohen Bedienkomfort, während 

die neue Lasertec 12 SLM durch ihre hohe Genauigkeit 

DMG Mori ist globaler Full-Liner für die additive 

Fertigung. Bild: DMG Mori 

überzeugt. Mit einem Fokusdurchmesser von lediglich 

35 μm ist sie viermal genauer als der aktuelle Industriestandard. 

Dies erlaubt eine deutlich feinere Auflösung 

der Strukturen, wodurch wesentlich dünnere Wandstärken 

möglich sind. Gleichzeitig bietet die Pulverbettmaschine 

ein für diese Präzisionsklasse einzigartiges Bauvolumen 

von 125 x 125 x 200 mm. Das Stealth Design 

und das von der Lasertec 30 SLM 2nd Generation bekannte 

Replug-Pulvermodul, für Materialwechsel in unter 

zwei Stunden, gewährleisten eine hohe Prozessautonomie 

und ein hohes Maß an Arbeitssicherheit. 

Zwei Prozessketten lassen sich mit der Pulverbetttechnologie 

realisieren: Zum einen können Anwender 

additiv gefertigte Werkstücke auf einer Fräsmaschine 

wie der 5-achsigen DMU 50 3rd Generation mit der erforderlichen 

Oberflächenqualität nachbearbeiten. Zum 

anderen können die Modelle der Lasertec SLM Baureihe 

im Pulverbett zuvor gefräste Grundplatten oder 

-körper ganz ohne Stützstrukturen fertigstellen. 

Das flexible Pulvermodul Replug ermöglicht 

einen Materialwechsel in weniger 

als zwei Stunden. Bild: DMG Mori 


01Anlagen 

First time right: Intelligente Steuerung aller 

Prozessparameter 

Konventionell nicht herstellbar: Funktionsintegration und Leichtbaustrukturen 

sichern kürzere Zykluszeiten dank dem selektiven 

Laserschmelzen. Bild: DMG Mori 

Durchgängige Softwarelösung rundet das Paket ab 

Als durchgängige Softwarelösung für die CAM-Programmierung 

und Maschinensteuerung rundet Celos 

die Prozessketten mit der Lasertec SLM Baureihe ab. 

Durch die einheitliche Bedienoberfläche lassen sich Bauteile 

schnell extern programmieren und an der Maschine 

übernehmen. Dank des effizienten Informationsflusses 

und der intuitiven Bedienung ermöglicht Celos optimale 

Abläufe in der Vor- und Nachbearbeitung. Das offene 

System der Lasertec SLM Baureihe ermöglicht eine 

individuelle Anpassung aller Maschineneinstellungen 

und Prozessparameter, bis hin zu einer uneingeschränkten 

Wahl des Materialherstellers. 

Additive Manufacturing erfordert Umdenken 

beim Konstruieren 

Mit dem AM Consulting verfolgt die DMG Mori Academy das Ziel, Unternehmen bei der Einführung und Etablierung 

der Prozessketten rund um die Lasertec 3D und Lasertec SLM Baureihen zu unterstützen. Bild: DMG Mori 

Mit einer Beteiligung von 30 Prozent an dem indischen 

Softwareentwickler Intech hat sich DMG Mori den 

Zugang zu wichtigem Software- und Technologie- 

Knowhow für die generative Produktion erschlossen. 

Als Vorreiter im Bereich des 3D-Drucks in Indien hat 

sich das Unternehmen auf Additive Manufacturing sowie 

damit verbundene Softwarelösungen spezialisiert – 

einschließlich der künstlichen Intelligenz für diesen Bereich. 

Ein erstes Resultat dieser Zusammenarbeit ist die 

neue Optomet-Software, die Intech für die Lasertec 

SLM Baureihe anbietet. Sie verfügt über sich selbst 

anpassende und lernende Algorithmen, die alle erforderlichen 

Parameter für den SLM-Prozess vorab innerhalb 

von Minuten kalkuliert. Dadurch lassen sich zum Beispiel 

Schichtstärken frei berechnen, was einen schnelleren 

und somit produktiveren Aufbau ermöglicht. Optomet 

verfügt über eine Materialdatenbank, die es Anwendern 

erlaubt, Material von allen Herstellern zu nutzen, 

ohne dieses vorher zu testen. Das offene System 

lässt auch eine selbstständige Erweiterung dieser Datenbank 

durch eigene Experimente zu. Optomet ist in der 

Lage, Parameter so anzupassen, dass Materialeigenschaften 

wie Härte, Porosität und Elastizität verändert 

oder optimiert werden können. 

AM Consulting für schnelle Technologieeinführung 

Mit ihrem neuen Beratungsansatz verfolgt die DMG 

Mori Academy das Ziel, Unternehmen beim Aufbau des 

erforderlichen Knowhows zu unterstützen und die Prozessketten 

rund um die Lasertec 3D und Lasertec SLM 

Baureihen zu etablieren. Das Beratungsportfolio umfasst 

Leistungen entlang der gesamten Prozesskette der 

additiven Fertigung, darunter auch der AM-Quickcheck 

als Einstieg zur Erschließung dieser Potentiale. 

Neue Kategorie „Materials“ eröffnet Vielfalt 

Das seit vielen Jahren für den Bereich der konventionellen 

Zerspanung bewährte DMQP-Programm findet seine 

Anwendung auch bei Additive Manufacturing. Ergänzt 

werden zertifizierte Maschinenperipherie- und 

Technologiezubehörkomponenten mit der fünften 

DMQP-Kategorie „Materials“. Diese eröffnet eine Vielfalt 

bei der Wahl der Pulverhersteller und gewährleistet 

gleichbleibende Pulverqualitäten mit den gewünschten 

Materialeigenschaften. 

■ 

DMG Mori 

www.dmgmori.com 


Der Stuntfahrer Ken Block feiert im Internet Erfolge mit 

seinem neuen „Hoonitruck“, einem spektakulär umge - 

bauten Ford F-150, Baujahr 1977. Ingenieure von Ford 

stellten für das Fahrzeug einen maßgeschneiderten Aluminium-Ansaugkrümmer 

mittels 3D-Druck her. Bild: Ford 

Ford-Ingenieure drucken Krümmer für Ken Blocks „Hoonitruck“ 

Ford F-150, Baujahr 1977, 

mit 900 PS veredelt 

Der Stuntfahrer und Gymkhana-Star Ken Block verspürt eine tiefe 

Verbundenheit zu Pick-ups der Marke Ford. Er lernte einst Autofahren 

und machte später seinen ersten Burn-out in solchen Fahrzeugen. 

Sein Ford F-150 Pick-up aus dem Jahr 1977 verfügt über das 

größte 3D-gedruckte Metallbauteil, das jemals für ein funktionstüchtiges 

Fahrzeug angefertigt wurde. 

■■■■■■ Ken Blocks „Hoonitruck“ ist mit dem 

3,5-Liter-Twin-Turbo-V6 Eco-Boost-Motor aus dem 

Ford GT ausgestattet und liefert dank eines speziellen 

Tunings eine Leistung von mehr als 900 PS. Darüber 

hinaus verfügt der Pick-up über das größte 3D-gedruckte 

Metallbauteil, das jemals für ein funktionstüchtiges 

Fahrzeug angefertigt wurde. 

Bei dem Projekt handelt es sich um ein weltweites 

Projekt: Ford Performance-Ingenieure in den USA führten 

die Motor-Simulationen durch und ein Team von 

Ford-Forschern in Europa hat den Aluminium-Ansaugkrümmer 

entworfen und eine Strukturanalyse durchgeführt. 

In Kooperation mit der RWTH Aachen 

In Zusammenarbeit mit dem Digital Additive Produc - 

tion Institute der RWTH Aachen produzierte das Team 

unter Verwendung des 3D-Drucks einen neuen Krümmer, 

der die Luft von den Turboladern an die Zylinder 

verteilt. „Wir haben in unserem Beruf glücklicherweise 

Zugang zu unglaublicher Technologie, aber dies war ein 

Projekt, das uns – und die Computer – an die Grenze gebracht 

hat. Der Ansaugkrümmer hat eine besonders 

komplexe, netzartige Struktur, die wir mit herkömmlichen 

Methoden nicht herstellen konnten“, sagte Raphael 

Koch, Ingenieur, Advanced Materials and Processes, 

Ford of Europe. 

Der 3D-Druck wird bei Ford in der Entwicklung eingesetzt, 

um verschiedene Konstruktionsansätze zu testen 

und zu verfeinern sowie Werkzeuge schneller und 

kostengünstiger zu erstellen. Der gesamte Bauprozess 

Für den knapp sechs Kilogramm schweren Krümmer 

des „Hoonitruck“ dauerte fünf Tage. 

„Ich denke, Ford hat einen außerordentlich guten 

Job gemacht. Der Krümmer ist meine Lieblings-Komponente 

im ‚Hoonitruck‘ – man hätte das Teil nicht besser 

machen können“, kommentierte Ken Block. 

Erst kürzlich erhielt Ford von der US-amerika - 

nischen Automotive Division der Society of Plastics 

Engineers eine Auszeichnung für 3D-gedruckte Teile, 

die im Ford Ranger und im Ford Mustang zum Einsatz 

kommen. 

■ 

Ford-Werke GmbH 

www.ford.com 


01Anlagen 

3D-Druck-Lösung für Rapid Prototyping und Applikationsentwicklung von Sintratec 

Drucken, Entpulvern und 

Aufbereiten in einem System 

Sintratec S2, das Kompaktsystem für das selektive Lasersintern 

(SLS), hat auf der Formnext 2018 seine Premiere gefeiert. Das 

3D-Druck-System eignet sich sowohl für den Prototypenbau als 

auch für die Entwicklung und Optimierung von Applikationen und 

deren Realisierung in kleineren Serien. 

■■■■■■ Die Systemlösung Sintratec S2 des Schweizer 

Herstellers von 3D-Druckern, basiert – wie die beiden 

Vorgängerdrucker Sintratec Kit und Sintratec S1 – 

auf der Technologie des selektiven Lasersinterns (SLS). 

Neu ist, dass die Prozesse des Lasersinterns, des Entpulverns, 

der Materialaufbereitung und der Oberflächenbehandlung 

in einem geschlossenen und halbautomatischen 

System integriert wurden. Dank dieser End-to- 

End-Lösung profitieren die Anwender nicht nur von 

präzisen Druckobjekten, sondern auch von einem wirtschaftlichen 

Betrieb mit erheblich reduzierten Stillstandzeiten. 

Ein weiterer Vorteil: Mühsame Reinigungsprozesse 

entfallen. 

Druckschichten in Echtzeit auswerten 

Für gleichmäßige und homogene Druckergebnisse sorgt 

die Sintratec Laser Sintering Station, die über einen zylinderförmigen 

Druckraum mit neuem Heiz- und Belüftungskonzept 

verfügt. Mit der integrierten 4K-Kamera 

können Druckaufträge jederzeit live verfolgt und die 

Oberfläche der einzelnen Druckschichten in Echtzeit 

ausgewertet werden. Das präzise Laserscanning-System 

ermöglicht eine verbesserte Wiederholgenauigkeit und 

einen schnellen Druckprozess. Die Bedienung des 

3D-Druck-Systems erfolgt intuitiv über einen Touch - 

screen. 

Modular aufgebaut 

Die komplette Baukammer befindet sich in der Material 

Core Unit, die sich von der Laser Sintering Station bequem 

herausfahren lässt. Die Material Core Unit verfügt 

zudem über eine integrierte Pulvermischfunktion 

und gewährleistet ein schnelles Pulver- 

Handling. Möchte der Anwender 

mehrere Materialien verarbeiten, erweitert 

er das System ganz einfach mit 

einer zusätzlichen Material Core Unit. 

In der Material Handling Station wird 

sowohl gebrauchtes als auch überschüssiges 

Druckmaterial sauber für 

die Wiederaufbereitung gesammelt 

und gesiebt. Zu visuell ansprechenden 

Werkstücken mit verbesserter Oberflächengüte 

verhilft die Strahlkabine Sintratec 

Blasting Station. Die Sintratec 

Polishing Sation schließlich, ein Magnet-Tumbler, 

versiegelt Oberflächenunreinheiten 

und gibt den gedruckten 

Komponenten ein glattes Finish. 

Dominik Solenicki (li.), CEO und 

Christian von Burg, CTO der Sintratec 

AG. Bild: Sintratec 


Applikationen von morgen im Visier 

Mit der Sintratec S2 sind Anwender nun in der Lage, 

bislang ungeahntes Potenzial im professionellen Prototyping 

zu nutzen. Zudem eignet sich das intelligente 

System ideal für die Entwicklung moderner Applikationen 

und deren Realisation in kleineren und mittelgroßen 

Serien. Aufgrund der Sintratec-Erfahrungswerte 

lässt sich zum Beispiel die Entwicklung von komplexen 

Komponenten durch die Optimierung auf 3D-Druckgerechte 

Designs erheblich verbessern, sowohl in kreativer 

als auch in wirtschaftlicher Hinsicht. 

Mit dem System ermöglicht der Schweizer Hersteller 

hochwertige SLS-Druckresultate zu einem erschwinglichen 

Preis. Dank dem modularen Aufbau der Sintratec 

S2 können Anwender ihre Produktionskapazitäten nach 

Bedarf ausbauen, indem sie die Lösung mit spezifischen 

S2-Module erweitern. 

■ 

Sintratec AG 

www.sintratec.com 

Die Sintratec S2 besteht aus folgenden Modulen: 

ganz links die Laser Sintering Station (LSS) und die 

Material Core Unit (MCU) und als höchstes Modul 

die Material Handling Station (MHS). Zusätzlich erhältlich 

sind die Blasting Station, die Polishing Station. 

Bild: Sintratec 

Sintratec baut Präsenz in Deutschland aus 

Neben den zwei bestehenden Vertriebspartnern 

in Baden-Württemberg 

und Bayern ist Sintratec nun auch in 

Norddeutschland mit einem neuen Reseller 

vertreten. Die 3D-Druck-Systeme 

werden jetzt auch von der Firma das 

Dokuteam Nordwest GmbH mit Sitz in 

Nottuln bei Münster vertrieben. Neben 

den Desktop-Modellen Sintratec Kit 

und Sintratec S1 sind auch die neue 

End-to-end-Systemlösung Sintratec S2 

sowie die Materialien Sintratec PA12 

und Sintratec TPE im Portfolio von 

Dokuteam. 

Dokuteam ist ein Full-Service-Industriepartner, 

der von Rapid Prototyping 

über Tooling bis hin zum Manufacturing 

über eine vielseitige Erfahrung in der 

Martin Stöcker (li.) von das Dokuteam Nord-West GmbH empfängt 

das Reseller-Zertifikat von Dominik Solenicki, CEO der 

Sintratec AG. Bildquelle: Sintratec 

additiven Fertigung verfügt und einen umfassenden technischen Support bietet. Ralf Felmet, Geschäftsführender 

Gesellschafter von Dokuteam Nordwest, sagt: „Die Sintratec S2 gehört zu innovativsten 

Entwicklungen in der Additiven Fertigung. Die kompakte End-to-end-Lösung begeistert 

vor allem durch die getrennten Module des Druckers und des Bauraums. Dadurch ist die Sintratec 

S2 ein hochflexibles System, das sowohl in der modernen Entwicklung zu Hause ist als 

auch – durch die unbegrenzte Skalierbarkeit – einen Platz in der Serienfertigung findet.“ 


01Anlagen 

Orbex druckt das weltweit größte einteilige Raketentriebwerk auf einer SLM 800 

Raketentriebwerk könnte die 

Raumfahrt verändern 

Das Raumfahrtunternehmen Orbex hat das weltweit größte 3D-gedruckte 

Raketentriebwerk vorgestellt. Das Bauteil wurde in einem 

Stück auf der SLM 800 gefertigt. 

Hintergrundwissen 

■■■■■■ Das im Jahr 2015 gegründete britische Unternehmen 

Orbex entwickelt Trägerraketen, um Kleinsatelliten 

in die Erdumlaufbahn zu bringen. Bei der Eröffnung 

des neuen Hauptsitzes in Forres, Schottland, 

hat das Unternehmen nun seine revolutionäre und umweltfreundliche 

Rakete Prime vorgestellt. 

Die CO 2 

-Emission des sogenannten Orbex Launchers 

ist durch die Verwendung von 100 % erneuerbaren 

Kraftstoffen um 90 % reduziert worden. Zudem 

verfügt die Trägerrakete über eine Zero-Shock-Stufentrennung 

sowie Nutzlasttrennung, wodurch Weltraumschrott 

verhindert wird. Das Design des Bauteils wurde 

für den SLM-Prozess optimiert, wodurch Gewichtseinsparungen 

von 30 % erzielt werden konnten. Der Orbex 

Launcher ist somit 20 % effizienter als vergleichbare 

Trägerraketen. 

Entwickler der NASA, der ESA und von Ariane 

Orbex hat durch öffentliche und private Förderungen 

30 Millionen Pfund erhalten. Zu den Geldgebern gehören 

beispielsweise die britische Weltraumbehörde, die 

Risikokapitalgesellschaften Sunstone Technology Ventures 

sowie der Hightech Gründerfonds. Zudem konnte 

Orbex ist ein britisches Raumfahrtunternehmen mit Tochtergesellschaften und Produktionsstätten 

in Dänemark und Deutschland. Das Unternehmen baut eine völlig 

neu konzipierte und neu gestaltete Orbital-Trägerrakete namens Prime, um Kleinsatelliten 

in die Erdumlaufbahn zu bringen. Prime Launcher sind bis zu 30% 

leichter und 20% effizienter als jedes andere Fahrzeug dieser Kategorie und haben 

mehr Leistung pro Kubikmeter als viele schwere Launcher. Das Unternehmen wird 

von zwei der größten europäischen Risikokapitalfonds, Sunstone Technology Ventures 

und dem High-Tech Gründerfonds, sowie dem strategischen Investor Elecnor 

Deimos Space, der UK Space Agency (UKSA), der European Space Agency (ESA) 

und dem Programm European Commission Horizon 2020 finanziert. 

Das Raumfahrt - 

unternehmen Orbex 

hat das weltweit 

größte 3D-gedruckte 

Raketentriebwerk 

vorgestellt. Bild: SLM 

das Unternehmen zahlreiche Spitzenentwickler von führenden 

Raumfahrtorganisationen wie NASA, ESA und 

Ariane für sich gewinnen. 

Die Luft- und Raumfahrtingenieure von Orbex arbeiteten 

eng mit den Applikationsingenieuren von SLM 

Solutions am Hauptsitz in Lübeck zusammen, um eine 

optimale Anpassung des Designs für die Selective Laser 

Melting Technologie sicherzustellen. 

Bauteilqualität sichergestellt 

Lukas Pankiewicz, Applikationsspezialist bei SLM Solutions, 

leitete das interne Beratungsteam, um einen Parametersatz 

für die spezielle Geometrie zu entwickeln. In 

enger Zusammenarbeit mit dem Konstruktionsteam 

von Orbex beriet Pankiewicz über die verschiedenen 

Konstruktionsmerkmale und Ausrichtungsmöglichkeiten 

und stellte sicher, dass das Bauteil mit den erforderlichen 

Materialeigenschaften und der erforderlichen 

Maßgenauigkeit gefertigt wurde. 

„Unser Ziel während des Prozesses war es, die Qualitätserwartungen 

an das Bauteil zu erfüllen, die Funktionalität 

beizubehalten und es für die additive Fertigung 


Die schnellen Iterationszeiten 

des SLM-Prozesses 

führten zu Kosteneinsparung 

von 90% in 

der Bearbeitungszeit sowie 

von über 50% im 

Vergleich zur traditionellen 

CNC-Bearbeitung. 

Bild: SLM 

Aufbau des Bauteils eine optimale Pulverentfernung ermöglichte. 

Durch integrierte zweckgebundene Zuführkanäle 

konnte bei gleichzeitig geringem Materialverlust 

so viel Pulver wie möglich aus dem Bauteil entfernt werden. 

Zusammen mit dem Raketenantrieb gebaute Referenzproben 

analysierte das SLM Solutions Team anschließend 

im Qualitätslabor. Porositätsniveau und Verteilung 

erfüllten nachweislich die Qualitätskriterien. Die 

schnellen Iterationszeiten des SLM-Prozesses führten 

zudem zu Zeit- und Kosteneinsparungen: Erreicht wurden 

Kosteneinsparung von 90 % in der Bearbeitungszeit 

sowie von über 50 % im Vergleich zur traditionellen 

CNC-Bearbeitung. 

Raumfahrtindustrie wird sich verändern 

aufzubereiten. Jede einzelne bei der Datenaufbereitung 

verwendete Stützstruktur wurde bei der Datenvorbereitung 

individuell angepasst, um die beste Qualität in jedem 

Abschnitt des Antriebs zu erzielen, auch unter Berücksichtigung 

des Nachbearbeitungsprozesses.“ 

In einem Stück gefertigt 

Die SLM 800 verfügt über ein 280 x 500 mm großes 

Pulverbett, in dem Bauteile mit einer Höhe von 850 mm 

hergestellt werden können. Der Prime Raketenantrieb 

konnte somit in einer speziellen Nickellegierung in nur 

einem Stück gefertigt werden. 

Der SLM HUB, die voll automatisierte 

Auspackstation, ermöglicht 

ein kontaktloses Pulverhandling 

sowie eine automatisierte 

Förderung im Bauraum, 

um das gefertigte Bauteil in eine 

Entpackstation zu übergeben. 

Dort wird durch Vibration und 

Rotation Pulver entfernt. Pankiewicz 

stellte sicher, dass der 

Jonas Bjarnoe, Chief Technology Officer bei Orbex, 

fügt hinzu: „Das SLM Solutions Team zeigte in unserem 

Projekt echtes Engagement und fundiertes Fachwissen. 

Ich freue mich auf die Fortsetzung dieser Zusammenarbeit 

im Jahr 2019 und darüber hinaus. Orbex und SLM 

Solutions haben einige wichtige Puzzleteile gelöst, die 

die Raumfahrtindustrie verändern werden.“ Pankiewicz 

ergänzt: „Ich denke, es ist ein Traum jedes Ingenieurs, 

eine Rakete zu bauen, und ich fühle mich geehrt, Teil 

des Projektes von SLM Solutions und Orbex zu sein.“■ 

SLM Solutions Group AG 

www.slm-solutions.com 

Der Prime Raketen antrieb konnte in einer speziellen 

Nickellegierung in nur einem Stück auf der SLM 

800 gefertigt werden. Bis zu fünf SLM 800 Maschinen 

können modular mit einem SLM HUB, einer 

voll automatisierten Auspackstation, betrieben werden. 

Bild: SLM 


01Anlagen 

Solidteq: Neuer Herstellprozess optimiert Hydraulikblock 

Ein neues Lösungsverfahren 

setzt sich durch 

Die Solidteq GmbH, ein Start-up-Unternehmen des 

Rheinmetall Konzerns, stellt beispielhaft einen metallischen 

3D-Druck-Serienläufer in Form eines Hydraulikblocks 

vor. Dabei musste vor allem das Design so optimiert 

werden, dass letztlich nur noch ein additives 

Fertigungsverfahren diese Herausforderungen umsetzen 

konnte. 

Nachdem das neue Design getestet und validiert 

wurde, stand einer möglichen Kleinserienfertigung 

nichts mehr im Wege. Bild: Solidteq 

■■■■■■ Unter Zuhilfenahme moderner Software aus 

den Bereichen FEM-Analyse und Strömungssimulation 

wurden die Grenzen des technisch Machbaren deutlich 

verschoben. Gepaart mit den Optionen, die das Selective 

Laser Melting (SLM)-Verfahren bietet, wurde letztendlich 

eine Lösung erarbeitet, die mit Fug und Recht 

von sich behaupten kann, neue Maßstäbe zu setzen. 

Ausgangspunkt des Projekts waren das Interesse des 

Kunden an additiver Fertigung, gepaart mit der Forderung 

nach einer Gewichtsreduktion sowie einem verbes- 


Die Wandlung des Hydraulikblockes im Überblick 

Alt 

Neu 

Zukunftsideen in Serie 

Material 

Hochfestes Aluminium 

AlSi10Mg 

Dieser Beitrag entstand in 

Zusammenarbeit mit 

der Technische Akademie Esslingen e.V. 

Gewicht 

3,8 kg 

1,6 kg 

Fertigung 

Konventionell 

Additiv 

Gebrauchsdruck 

bis 210 bar 

bis 300 bar 

serten Strömungsverhalten. Die Komponente wurde ursprünglich 

für konventionelle Fertigungsverfahren konstruiert. 

Die zu erwartende Stückzahl lag bei weniger als 

hundert Teilen pro Jahr. Erste Herausforderung für das 

Team: Die Forderung nach einer signifikanten Gewichtsreduzierung. 

Gewicht wurde um mehr als die Hälfte reduziert 

Im ersten Schritt verschaffte sich das Team in enger Zusammenarbeit 

mit den Ingenieuren des Kunden einen 

Überblick über die Belastungseinwirkung je Fläche. 

Dies gelang durch eine linear statisch-finite Elemente- 

Berechnung (FEM). Im zweiten Schritt wurden nicht 

relevante Bereiche entfernt und Wandstärken wo immer 

möglich reduziert. Tests mit einer Simulationssoftware 

überprüften die Konstruktionsänderungen und gaben 

den Ingenieuren Sicherheit. Am Ende konnte das Gewicht 

um etwas mehr als die Hälfte reduziert werden. 

Die zweite Herausforderung, mit der sie sich konfrontiert 

sahen, war die Optimierung des Strömungsverhaltens 

der Kanäle. Im Dauergebrauch lag der Druck im 

Bauteil zuvor bei rund 210 bar. Bedingt durch die Konstruktion 

für ein späteres Fräsen waren die meisten 

Kanäle in einem typischen 90°-Winkel zueinander angeordnet. 

Dies war gut für das Fräsverfahren jedoch suboptimal 

für das Strömungsverhalten. 

Letzteres konnte erheblich verbessert werden, indem 

die Kanäle gebogen wurden. Hierzu bediente man sich 

einer Computational Fluid Dynamics (CFD) Software, 

mit der man innerhalb weniger Arbeitsstunden je Testschleife 

die Ergebnisse immer weiter optimieren konnte. 

Letztlich wurde das neue Design mit einem Prüfdruck 

(Berstdruck) von über 700 bar belastet und bestand diesen 

Test. 

In 72 Stunden waren fünf Hydraulikblöcke fertig 

Nachdem das neue Design getestet und validiert wurde, 

stand einer möglichen Kleinserienfertigung nichts mehr 

im Wege. Fünf Exemplare der neuen Hydraulikblöcke 

wurden auf einer Maschinenplattform positioniert. Die 

reine Bauzeit betrug für alle fünf Teile etwa 72 Stunden. 

Anschließend wurden die Bauteile einer Wärmebehandlung 

zugeführt, um Eigenspannungen zu minimieren. 

Die für die Herstellung notwendige Stützstruktur wurde 

vom Bauteil entfernt und die Oberflächen glasperlen - 

gestrahlt. 

Nachdem sich die einzelnen Prozesse eingespielt haben, 

sind jetzt je eingesetzter 3D-Druckanlage wöchentlich 

zehn Blöcke herstellbar. Eine anschließende mechanische 

Bearbeitung wie unter anderem das Einbringen 

von Gewinden rundet das Anforderungsprofil der Komponete 

ab. 

Ralf Dahmen, Vertriebsleiter der Solidteq GmbH, 

zeigt sich mit dem Projekt zufrieden: „Solidteq hat sein 

Knowhow in Sachen Design und Simulation auf der einen 

und der mechanischen Bearbeitung auf der anderen 

Seite der Prozesskette gebündelt und so erfolgreiche Verbesserungen 

ermöglicht. Besonders befriedigend war es 

für uns, dass wir den Kunden entlang der gesamten 

Wertschöpfungskette, angefangen von der Idee über die 

Konstruktion und den 3D-Druck bis hin zur Endbearbeitung 

der Komponenten, begleiten konnten.“ ■ 

Solidteq GmbH 

www.solidteq.com 

Unter Zuhilfenahme 

moderner Software aus 

den Bereichen FEM- 

Analyse und Strömungssimulation 

wurden die 

Grenzen des technisch 

Machbaren bei dem Hydraulikblock 

deutlich 

verschoben. Bild: Solidteq 


01Anlagen 

Weiss Spindeltechnologie nutzt Vorteile des Laserauftragsschweißens 

Spindel-Verschleißflächen 

schnell instand setzen 

Wenn zentrale Spindelteile verschleißen oder beschädigt werden, 

gilt es, diese schnell und dauerhaft zu reparieren. Die Service-Spezialisten 

der Siemens-Tochter Weiss Spindeltechnologie GmbH setzen 

dafür seit 2018 innovatives Laserauftragsschweißen ein. Mit 

diesem Verfahren lassen sich Materialverbindungen erzeugen, die 

den jeweiligen Anforderungen angepasst sind, sodass das instand 

gesetzte Bauteil einem neuen funktionell in nichts nachsteht. 

■■■■■■ Der Verschleiß diverser Bauteile, die für die 

zuverlässige Funktion von Motorspindeln wichtig sind, 

lässt sich nicht vermeiden. Ursächlich dafür sind unter 

anderem regelmäßig erforderliche Werkzeugwechsel, 

bei denen mitunter Verunreinigungen in die Werkzeugaufnahme 

eindringen können. Diese hinterlassen im 

Laufe der Zeit deutliche Spuren in Form von Kratzern 

und anderen Abdrücken in Planfläche und Kegel. Wenn 

die Beschädigungen zu groß werden, müssen die entsprechenden 

Bauteile ausgetauscht oder instand gesetzt 

werden. 

Weiss bietet grundsätzlich beide Möglichkeiten an. 

Haben Anwender einen entsprechenden Servicevertrag 

abgeschlossen, bevorratet das Unternehmen verschleißträchtige 

Spindelteile und tauscht diese bei Bedarf in 

kürzester Zeit aus. Andernfalls gilt es, schnellstmöglich 

eine Instandsetzung durchzuführen, damit die Stillstandszeit 

der betroffenen Maschine möglichst kurz ist. 

Diverse Instandsetzungsbetriebe setzen hierbei häufig 

auf sogenanntes Aufchromen, das jedoch ein paar 

Schwächen aufweist. So dauert etwa der Beschichtungsvorgang 

relativ lange, da es sich um einen aufwendigen 

elektrochemischen Vorgang handelt, der von externen 

Spezialisten erledigt wird. Beim Aufchromen müssen zudem 

jene Oberflächen, die nicht beschichtet werden sollen, 

abgedeckt werden. Darüber hinaus ist das anschließende 

Schleifen der Chrombeschichtung ein zeitraubender 

Vorgang. Nicht zu vergessen, dass auch aus Umweltsicht 

der Umgang mit Chrom wenig empfehlenswert ist. 

Drahtbasiertes Verfahren 

Christian Kleinhenz, 

Vertriebs- und Serviceleiter 

bei Weiss: „Mit 

unserem drahtbasierten 

Laserauftrags - 

schweißen lassen sich 

klassische Spindel- 

Verschleißflächen 

ebenso schnell und 

zuverlässig instand 

setzen wie diverse 

Beschädigungen an 

Gehäusen und 

Wellen.“ Bild: Weiss 

Heute steht ein neues, innovatives Reparaturverfahren 

zur Verfügung, das sich vielfältig einsetzen lässt, betont 

Christian Kleinhenz, Vertriebs- und Serviceleiter bei 

Weiss: „Mit dem drahtbasierten Laserauftragsschweißen 

lassen sich klassische Spindel-Verschleißflächen 

ebenso schnell und zuverlässig instand setzen wie diverse 

Beschädigungen an Gehäusen und Wellen. Selbst bei 

Werkzeugaufnahmekegeln funktioniert dieses Verfahren. 

Chromen setzen wir hier aus Qualitätsgründen 

nicht ein.“ 

Um zuverlässig hochwertige Ergebnisse gewährleisten 

zu können, sind mehrere Arbeitsschritte notwendig, 

die bei Weiss von erfahrenen Spezialisten ausgeführt 

werden. Zuerst gilt es, die beschädigten Stellen um 

durchschnittlich 0,2 mm abzuschleifen. Anschließend 

wird via Laseraufschweißen rund 0,4 mm Material pro 

Arbeitsgang aufgebracht. „Meist genügt ein einziger 

Auftragsvorgang“, erklärt Weiss-Reparaturleiter Oskar 

Neuner: „Bei Bedarf lässt er sich aber problemlos wiederholen.“ 


Weiss Spindeltechnologie repariert verschleiß behaftete oder 

beschädigte Spindelteile seit 2018 mit Hilfe von innovativem 

Laserauftragsschweißen. Bild: Weiss 

Die Instandsetzung bei Weiss – hier am Beispiel einer Werkzeugaufnahme 

– erfolgt in drei Schritten: Zuerst gilt es, die beschädigten 

Stellen um durchschnittlich 0,2 mm abzuschleifen. Bild: Weiss 

Weiss setzt dafür eine Anlage von Alpha Laser ein, 

die den Draht automatisch zuführt und so für eine 

gleichmäßige Schichtdicke sorgt. Es folgt ein hochpräzises 

Finish in Form eines Schleifvorgangs, bei dem etwa 

0,2 mm des aufgetragenen Metalls abgetragen werden. 

So lassen sich die ursprünglichen Bauteileigenschaften 

im Hinblick auf Form und Funktion wieder herstellen. 

Die hohe Qualität und Zuverlässigkeit dieser Instandsetzungsmethode 

liegt unter anderem in der Verwendung 

einer gepulsten, energiereichen Laserstrahlung 

begründet, mit der das Beschichtungsmaterial in Drahtform 

aufgetragen wird. „Ein zusätzlicher Vorteil ist, 

dass die Laserstrahlen zeitlich und örtlich begrenzt einwirken“, 

ergänzt Neuner. „So bleibt das Gefüge im Basismaterial 

zuverlässig stabil, und es besteht bei den 

hochwertigen Bauteilen keine Gefahr von Verzug. Ein 

weiterer Vorteil des drahtbasierten Laserauftragsschweißens 

ist die Möglichkeit, das Bauteil je nach Anforderung 

mit unterschiedlich legierten Stählen zu beschichten. 

Seit 2018 ist Weiss in der Lage, zahlreiche zentrale 

Reparaturschritte selbst auszuführen, denn das Unternehmen 

hat sowohl die notwendigen Technologien als 

auch das wichtige Knowhow im Haus. Dementsprechend 

können die verantwortlichen Servicemitarbeiter 

die Terminschiene und damit verbundene Logistik der 

einzelnen Reparaturaufträge direkt steuern und priorisieren. 

Kleinhenz ergänzt dazu: „Dies versetzt uns in die 

Lage, schnellstmöglich auf Kundenwünsche zu reagieren 

und kurze Durchlaufzeiten zu realisieren, die ansonsten 

auch mit engagierten Lieferanten nur sehr 

schwierig umzusetzen sind.“ 

■ 

Im dritten Schritt der Instandsetzung folgt ein hochpräzises 

Finish in Form eines Schleifvorgangs, bei 

dem etwa 0,2 mm des aufgetragenen Metalls abge - 

tragen werden. Bild: Weiss 

Im zweiten Schritt der 

Instandsetzung werden via 

Laserauftragsschweißen 

rund 0,4 mm Material pro 

Arbeitsgang aufgebracht. 

Bild: Weiss 

Weiss Spindeltechnologie GmbH 

www.weissgmbh.de 

Alpha Laser GmbH 

www.alphalaser.de 

Oskar Neuner, Leiter Reparatur bei Weiss (re.), begutachtet gemeinsam mit einem Mitarbeiter 

eine instandgesetzte Werkzeugaufnahme. Bild: Weiss 


01Anlagen 

3D-Drucksystem von Voxeljet spart Zeit und Kosten im Prototypenbau 

Additive Fertigung optimiert 

LED-Leuchten 

Cree Inc., einer der weltgrößten Hersteller von LED-Lampen, hat 

einen Weg gefunden, den Prototypenbau schneller und kostengünstiger 

zu machen. Das Unternehmen für hochmoderne LED- 

Technologie lässt Feingussmodelle mit dem 3D-Drucksystem 

VX1000 von Voxeljet anfertigen – den Guss übernimmt die mehrfach 

prämierte Feingießerei Aristo Cast. 

Ein CAD-Datensatz bildet die 

Grundlage für den 3D-Druck. 

Bild: Voxeljet 

In Anlehnung an die CAD-Daten 

druckt die VX1000 Modelle aus 

PMMA-Pulver. Bild: Voxeljet 

■■■■■■ Ob Schreibtischlampe, Werbedisplay oder 

Straßenlaterne: Light Emitting Diodes (LEDs), die 

Nachfolger der Glühbirne, sind längst fester Bestandteil 

des Lebens. Und weiter auf dem Vormarsch. Lag der 

Umsatz mit LED-Lampen in Europa 2011 bei einer 

Milliarde Euro, wird er Prognosen zufolge bis 2020 auf 

14 Milliarden Euro ansteigen. 

Dieser Boom motiviert auch die Cree Inc. Das USamerikanische 

Unternehmen aus North Carolina zählt 

zu den LED-Pionieren, brachte bereits 1989 eine blaue 

LED auf den Markt und erwirtschaftet heute einen Umsatz 

von über 1,6 Milliarden US-Dollar. Und Cree denkt 

nicht daran, locker zu lassen. Die F&E-Abteilung verfolgt 

das erklärte Ziel, die LED-Technik weiter zu optimieren. 

Das betrifft nicht nur die Dioden selbst, sondern 

auch die rillenförmigen Kühlkörper, die bei Hochleistungs-LEDs 

auf der Rückseite der LED-Platine sitzen – 

zu sehen etwa in modernen Straßenlaternen. Die Kühlkörper 

bestehen aus wärmeleitenden Materialien wie 

Aluminium oder Kupfer, die die Betriebswärme der Dioden 

an die Umgebungsluft abgeben. Das sorgt für eine 

niedrige Betriebstemperatur und längere Lebensdauer 

der Leuchten. 

Feinguss: Klassischer Formenbau stößt bei 

Gestaltungsfreiheit an Grenzen 

Doch wie müssen Kühlkörper geformt sein, damit sie 

leicht, effizient und optisch ansprechend zugleich sind? 

Das testet die F&E-Abteilung mit Prototypen, die Aristo 

Cast, eine mehrfach prämierte Feingießerei aus Almont 

im US-amerikanischen Bundesstaat Michigan, anfertigt. 

Das Problem: Die Herstellung von Formen für den Feinguss 

der Kühlkörper wird mit steigender Geometriekomplexität 

immer unwirtschaftlicher. Stundenlange 


DEN KÜHLKÖRPER 

HÄTTEN WIR AN EINEM STÜCK NUR ÜBER DEN KONVENTIONELLEN FORMENBAU ABBILDEN 

KÖNNEN. DER DIREKTE METALLDRUCK KAM ZUM EINEN WEGEN DER GRÖßE, ZUM ANDEREN 

ABER INSBESONDERE DURCH SEINE ENORMEN KOSTEN NICHT IN FRAGE. EIN GEDRUCKTES 

PMMA-MODELL WAR IN DIESEM FALL DIE OPTIMALE LÖSUNG.“ 

Paul Leonard, Vice President, Aristo Cast Inc. 

manuelle Arbeit sowie teure Spritzgusswerkzeuge und 

Wachspressen sind erforderlich, um Wachslinge für die 

Gussformen zu bauen. In der Vergangenheit vergingen 

nicht selten Wochen, bis Cree erste Teile in den Händen 

hielt. Zudem ließen sich längst nicht alle Geometrien 

realisieren, da der klassische Formenbau die Gestaltungsfreiheit 

der Konstrukteure einschränkte. 

Diese Einschränkungen wollte Aristo Cast dem Kunden 

nicht länger zumuten und etablierte deswegen eine 

Alternative: die VX1000 von Voxeljet. Ein 3,5 Tonnen 

schweres 3D-Drucksystem mit einem 1000 x 600 x 500 

Millimeter großen Bauraum und einem effektiven Bauvolumen 

von 300 Litern. 

Nachdem das additive Verfahren lediglich CAD-Daten 

benötigt, entstehen mithilfe des 3D-Drucks nun 

komplexe Modelle neuartiger Kühlkörper werkzeuglos 

am Bildschirm. Diese, in PMMA gedruckten CAD- 

Daten werden anschließend von Aristo Cast direkt zu 

Gussteilen weiterverarbeitet, was die Entwicklung bei 

Cree stark optimiert und zudem neue, vorher nur 

schwierig vorstellbare Designs ermöglicht – denn dem 

Designer sind dabei nahezu keine Grenzen gesetzt. 

Der konkrete Vorteil 3D-gedruckter Kühlkörper liegt 

in deren möglichst effizienter Gestaltung, was meist ein 

komplexes Design mit sich bringt, um die LEDs bestmöglich 

zu kühlen. Je komplexer also der Kühlkörper, 

desto langlebiger und effizienter die LED – also ideale 

Voraussetzungen für die Verwendung des 3D-Drucks. 

Mit 3D-Druck in wenigen Stunden zu nahezu 

beliebigen Gussformen 

Mit dem VX1000-Drucksystem von Voxeljet gelingt die 

Herstellung einer Gussform in wenigen Stunden. Aristo 

Cast speist das 3D-Drucksystem lediglich mit einer 

CAD-Datei, die den digitalen Konstruktionsplan des 

Prototyps darstellt. Wenige Handgriffe später beginnt 

der Druck des Positivmodells. 

Im Inneren des 3D-Drucksystems fährt ein sogenannter 

Beschichter auf Lineareinheiten über die Bauplattform 

und breitet eine 150 Mikrometer dünne Pulverschicht 

des Kunststoffs Polymethylmethacrylat 

(PMMA) aus. Es folgt eine zweite verfahrbare Einheit, 

die das Kunststoffpulver mit einem Bindemittel verklebt, 

überall dort, wo die Feingussmodelle entstehen 

sollen. Das unverdruckte Pulver lässt sich zu 100 Prozent 

wiederverwenden. Anschließend senkt sich die 

Bauplattform um eine Schichtstärke ab und der Prozess 

beginnt von vorn. Der vertikale Baufortschritt dieses 

Schichtbauverfahrens beträgt rund 18 Millimeter pro 

Stunde. Das klingt gemütlich, ist aber schneller als der 

klassische Formenbau, der bei komplexen Geometrien 

nicht selten mehrere Wochen in Anspruch nimmt. 

Ist der Druck fertig, überzieht Aristo Cast das Positivmodell 

mit Wachs, um die Oberflächen zu versiegeln. 

Das Modell wird anschließend mit mehreren Keramikschichten 

ummantelt. Dann kommt es in den Ofen. Das 

PMMA brennt ab 700 °C rückstandsfrei aus. Zurück 

bleibt die fertige, keramische Positivform für den Feinguss 

des Prototyps. 

Der Druck des 43 x 43 x 11 Zentimeter großen und 

1900 Gramm leichten Modells dauerte nur rund sechs 

Stunden. Genau diesen Zeitvorteil nutzt Cree Inc., um 

Prototypen von Kühlkörpern schneller herstellen zu 

können. Durch das Nesting – das Stapeln der Bauteile in 

einer sogenannten Jobbox – lassen sich sogar mehrere 

Modelle gleichzeitig drucken. So können in knapp 24 

Stunden acht dieser Modelle in nur einer Jobbox entstehen. 

„Bei dieser Größe hätte die konventionelle Herstellung 

Wochen gedauert“, erklärt Paul Leonard, Vice President 

von Aristo Cast Inc. „Binder Jetting gibt uns bei 

diesem Bauteil die Möglichkeit, die Modelle in kürzester 

Zeit und mit erheblichen Kosteneinsparungen zu fertigen.“ 

Einen weiteren zeitlichen Vorteil bringt das Einsparen 

von Keramikschichten. Durch den negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten 

des PMMA-Pulvers fallen 

die Modelle beim Brennen der Keramik in sich zusam- 


01Anlagen 

men. Infolgedessen können weniger Keramikschichten 

um das Modell gelegt werden, was zu einer Materialund 

weiteren Zeiteinsparung führt. 

Dank der 600-dpi-Auflösung der VX1000 realisiert 

Aristo Cast auch filigranste Geometrien. So konnten bei 

der Platine von Cree Wandstärken von 2,5 Millimetern 

problemlos abgebildet werden. Sogar Hinterschneidungen, 

Konstruktionselemente also, die frei am Gussteil 

hervorstehen, sind möglich. Der Phantasie der Konstrukteure 

von Cree Inc. sind daher kaum noch Grenzen 

gesetzt. 

Auch Konstrukteure anderer Branchen profitieren 

von der 3D-Drucktechnologie. Sie erstellen zum Beispiel 

neuartige Geometrien für Motorenteile und Leichtbautüren. 

Durch den Einsatz dieser modernen additiven 

Fertigungstechnologie gelang es Cree bereits 17 Tage 

nach der Bestellung, fünf fertig gegossene Prototypen 

vorliegen zu haben. Wäre die Projektplanung mittels 

konventioneller Produktentwicklung durchgeführt worden, 

wären bis zum ersten Prototypen bis zu sechs Wochen 

vergangen. 

Je kleiner die Losgröße, desto größer der Kostenvorteil 

Im Hinblick zu anderen additiven Fertigungsmethoden 

wie dem direkten Metalldruck oder Wachsmodellen 

zeigt das Binder-Jetting-Verfahren von Voxeljet sowohl 

Größen- als auch Kostenvorteile. „Den Kühlkörper hätten 

wir an einem Stück nur über den konventionellen 

Formenbau abbilden können“, erklärt Leonard. „Der 

direkte Metalldruck kam zum einen wegen der Größe, 

Fertig gegossene Kühlplatine. Bild: Voxeljet 

Dank der 600-dpi-Auflösung 

der VX1000 realisiert 

Aristo Cast auch 

filigranste Geometrien. 

So konnten bei der Platine 

von Cree Wandstärken 

von 2,5 Millimetern 

problemlos abgebildet 

werden. Bild: Voxeljet 

zum anderen aber insbesondere durch seine enormen 

Kosten nicht infrage. Ein gedrucktes PMMA-Modell 

war in diesem Fall die optimale Lösung.“ 

David Tait, Managing Director von Voxeljet America 

Inc., ergänzt: „Je kleiner die Losgröße, desto größer ist 

der Kostenvorteil der Voxeljet-Technologie. Gerade bei 

komplexen Geometrien ist der 3D-Druck selbst bei Losgrößen 

von mehreren Hundert die wirtschaftlichste Alternative, 

auch wenn er den klassischen Formenbau bei 

Großserien noch nicht ersetzen kann.“ 

■ 

Voxeljet AG 

www.voxeljet.com 


Promotion 

joke: Tipps und Werkzeuge bei der Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile 

3D-Druck! Toll, und dann…? 

„3D-Druck! Toll, und dann…?“ heißt der Prospekt von joke Technology etwas pro - 

vokant. Damit greift der Spezialist für die Oberflächenfeinbearbeitung ein aktuelles 

Problem auf: Bei immer mehr Verfahren kommt die additive Fertigung zum Einsatz, der 

Produktionsprozess wird aber nicht bis zum Ende, dem Finish, durchdacht. Damit wird 

sogar eine Funktionsbeeinträchtigung riskiert. Häufig mangelt es an dem notwendigen 

Wissen und den entsprechenden Werkzeugen. Für beides bietet der „Wegweiser“ viele 

Lösungen, denn letztlich führen auch hier mehrere Wege ans Ziel. 

Auf 36 Seiten werden in dem Prospekt von joke die einzelnen Arbeitsschritte 

im Detail vorgestellt, ebenso die richtigen Geräte und 

Werkzeuge. Demonstriert wird zum Beispiel, wie Stützstrukturen 

schnell und unkompliziert entfernt werden, ohne die Form zu beschädigen. 

Auch die effektivsten Arbeitsschritte, wie das Bearbeiten 

schwer zugänglicher Formen oder das Erreichen einer gewünschten 

Oberfläche, werden mit Bilderstrecken illustriert. Mittlerweile werden 

beim 3D-Druck viele verschiedene Kunststoffe und Metalle verwendet, 

weshalb ein hohes Maß an Wissen notwendig ist, welche 

Hilfsmittel beim Finish zum Einsatz kommen können. Dann lassen 

sich Fragen „Welche Werkzeuge helfen bei schwer zerspanbaren 

Werkstoffen“ beantworten. Hier nutzt die ganze Erfahrung, die sich 

joke in allen möglichen Branchen – von Automotive über Werkzeug- 

und Formenbau, der Raumfahrttechnik bis hin zur Schmuckindustrie 

– erarbeitet hat. 

Neue Werkstoffe verlangen spezielle Bearbeitung 

und Werkzeuge 

Es werden viele Aspekte der Bearbeitung vorgestellt, beginnend mit 

den Antrieben, wie das ENESKAmicro. Insbesondere bei Materialien 

wie Titan, Edelstahl oder Nickelbasislegierungen ist eine hohe 

Arbeitsdrehzahl mit einem hohen gleichbleibenden Drehmoment erforderlich. 

Dieses Steuergerät ist komplett „made in Germany“ und 

bietet die weltweit höchste Spannkraft bei höchster Rundlaufgenauigkeit 

und 20 % höherer Enddrehzahl. Zuerst müssen die Stützstrukturen 

entfernt werden – dafür bieten sich Minicutter, Präzisionszangen, 

Diamant-Trennscheiben oder kleine Kreissägeblätter an. 

Für die grobe Oberflächenbearbeitung sind Entgratmesser, Fräsund 

Schleifstifte geeignet, die die feineren Stützstrukturen und Grate 

leicht entfernen. Bei der Nachbearbeitung sind viele Anwender 

bereits nah am Ziel. Entscheidet der Anwender sich bspw. für den 

Weg des Strahlens mit dem jeweiligen Strahlgut, so verfeinert und 

verfestigt er die Oberfläche, reinigt oder entgratet das Werkstück 

oder erreicht einen schnellen und aggressiven Abtrag. 

Die andere Variante wäre der feine Schliff, der nicht umsonst häufig 

eher umgangssprachlich Politur genannt wird. Denn wie bei allen 

spanenden Verfahren wird überschüssiges Material in Form von 

Spänen abgetrennt, teilweise so fein, dass geforderte Rauheitstiefen 

bereits erreicht werden. Für die, die μ-feine Ergebnisse fordern, folgt 

der Bereich des Finishing zur Strich- oder Hochglanzpolitur. Dafür 

bietet joke die passenden Bänder, Pasten, Filze, Tücher und Suspensionen 

an. 

Zu guter Letzt widmet man sich der Gesundheit des Anwenders, mit 

dem geeignetem Arbeitsschutz und der Arbeitsplatzausstattung und 

der einen oder anderen Vorsichtsmaßname kann es gleich los gehen! 

Alle Geräte, Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien können über 

joke bezogen werden. Die meisten sind innerhalb von 24 Stunden 

lieferfähig. Alle Produkte, plus 10 000 weitere, sind im Onlineshop 

unter www.joke-technology.de erhältlich. 

joke Technology GmbH 

www.joke-technology.de 

Bild: joke Technology 


01Anlagen 

Arburg zeigt auf der Hannover Messe 2019 Turnkey-Anlage die Vakuumgreifer fertigt 

AM Factory produziert 

„on demand“ 

Das Highlight auf dem Arburg-Stand auf der Hannover Messe 2019 

ist die „AM (Additive Manufacturing) Factory“: Eine Turnkey-Anlage 

fertigt Vakuumgreifer in sechs verschiedenen Varianten „on demand“ 

– vollautomatisiert und zu 100 Prozent rückverfolgbar. Das 

neue Scada-System ATCM (Arburg Turnkey Control Module) sammelt, 

visualisiert und übermittelt dabei die relevanten Prozessdaten. 

Zudem präsentiert Arburg sein neues Kundenportal und das 

Leitrechnersystem ALS, eine spezielle MES-Lösung für Kunststoffverarbeiter. 

■■■■■■ „Mit über 30 Jahren Erfahrung in der ITvernetzten 

Produktion sind wir Vorreiter unserer Branche 

zum Thema Digitalisierung und Industrie 4.0. Ich 

bin überzeugt, dass eine Kombination von Additive Manufacturing, 

Automation und Digitalisierung enormes 

Potenzial bietet und der kunststoffverarbeitende Betrieb 

damit fit für die Zukunft wird“, erklärt Heinz Gaub, 

Geschäftsführer Technik bei Arburg. „Ein herausragendes 

Praxisbeispiel dazu zeigen wir in unserer neuen 

AM Factory. Eine Turnkey-Anlage rund um einen Freeformer 

300-3X für die industrielle additive Fertigung 

produziert hier vollautomatisiert, vernetzt und zu 

100 Prozent rückverfolgbar individualisierte Greifer- 

Varianten.“ 

AM Factory: Greifer-Variante nach Kundenwunsch 

Die Idee der AM Factory ist, Kleinserien oder Bauteile 

in Losgröße 1 vollautomatisiert – und damit z. B. auch 

mannlos über Nacht – additiv zu fertigen oder zu veredeln. 

Auf der Hannover Messe 2019 wird als Beispiel 

die Fertigung von Vakuumgreifern für Schachfiguren 

gezeigt. Für jede Figur – Dame, König, Läufer, Springer, 

Turm oder Bauer – gibt es eine eigene Greifer-Variante 

mit passender Geometrie. Die zentralen Elemente der 

Turnkey-Anlage sind ein Freeformer 300-3X, ein Sechs- 

Achs-Roboter und das Scada-System Arburg Turnkey 

Control Module (ATCM). Darüber hinaus kommt bei 

der AM Factory eine modulare und skalierbare Sicherheitssteuerung 

zum Einsatz, die Arburg speziell für 

komplexe Turnkey-Anlagen entwickelt hat, um den 

kontinuierlich steigenden Sicherheitsanforderungen 

Rechnung zu tragen. 

Schritt für Schritt zum individualisierten Bauteil 

Der Auftrag der gewünschten Greifer-Variante wird zunächst 

an einem Terminal gestartet. Jedes Bauteil erhält 

im ATCM automatisch eine eigene Nummer (ID). Die 

komplette Handhabung übernimmt ein Kuka-Sechs- 

Achs-Roboter. Er entnimmt eine Greifer-Grundplatte 

aus dem Schachtmagazin und führt sie der Station „Laserbeschriftung“ 

zu. Dort wird sie mit einem DM-Code 

gekennzeichnet und ist eindeutig rückverfolgbar. Das 

Einlegeteil wird auf einem Werkstückträger platziert, in 

der nächsten Station plasmabehandelt und vor dem Einlegen 

in den Freeformer-Bauraum gescannt. Daraufhin 

ergänzt der Freeformer 300-3X entsprechend des hinterlegten 

3D-Druck-Auftrags in rund drei Minuten Bauzeit 

die gewünschte funktionale Kontur aus dem Elastomer 

TPU (Desmopan 9370). Der fertige Vakuumgreifer 

wird entnommen, erneut gescannt und noch in der Fertigungszelle 

einer taktilen Funktionsprüfung unterzogen. 

Dazu wird die gewünschte Schachfigur angesaugt 

und auf dem Schachbrett umgesetzt. 

Das Erfassen und Zusammenführen der Prozess- und 

Qualitätsdaten übernimmt das ATCM. Über ein HMI- 

Terminal (Human Machine Interface) mit Touch-Panel 

visualisiert es zudem die wichtigen Funktionen der 

kompletten Fertigungszelle. Der Datentransfer erfolgt 

über die Kommunikationsplattform OPC UA. Über seinen 

DM-Code ist jeder Vakuumgreifer zu 100 Prozent 

rückverfolgbar. Auf einer individuellen Website werden 

nach Scannen des Codes relevante Fertigungsdaten wie 

z. B. Bauzeit, Material, Tropfenanzahl und Bauraumtemperatur 

dargestellt. 

Offenes System verarbeitet Originalmaterialien 

Der Freeformer 300-3X lässt sich problemlos automatisiert 

in vernetzte Fertigungslinien integrieren. Das automatische 

Öffnen und Schließen der Bauraumtür erfolgt 

über optionale Robot-Schnittstellen. Mit drei direkt beheizten 

Austragseinheiten kann die neue große Maschine 

aus zwei Kunststoff-Komponenten und Stützmaterial 

komplexe und belastbare Funktionsbauteile in Hart- 

Weich-Verbindung herstellen. Das Arburg Kunststoff- 

Freiformen (AKF) bietet zudem Materialfreiheit und 


wird deshalb als „offenes System“ bezeichnet. Ausgangsbasis 

sind qualifizierte Originalkunststoffe in 

Form kostengünstiger Granulate, wie sie auch im 

Spritzgießen eingesetzt werden. 

Hinsichtlich Branche und Einsatzbereich sind dem 

Freeformer kaum Grenzen gesetzt. Über die additive 

Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien hinaus lassen 

sich durch Kombination von additiver Fertigung, 

Spritzgießen und Industrie 4.0-Technologien Großserienteile 

in Losgröße 1 veredeln und individualisieren. 

Für die industrielle Anwendung sind individualisierte 

Kunststoffteile für Konsumgüter, medizinische Einzelteile 

(Implantate), Betriebsmittel sowie funktionale Ersatzteile 

prädestiniert. Eine Auswahl an Bauteilen kann 

der Besucher an einer interaktiven Station selbst hinsichtlich 

Funktionalität und Qualität testen. 

„Integrated Lightweight Plaza“: 3D-Drucker für den 

Leichtbau 

Interessant sind im Zusammenhang mit dem AKF-Verfahren 

auch die Themen Funktionsintegration und 

Leichtbau. Beispielsweise lassen sich bionisch optimierte 

Bauteile konstruieren und additiv fertigen, ohne fertigungstechnische 

Zwänge wie beim Spritzgießen berücksichtigen 

zu müssen. Arburg zeigt dazu auf der Hannover 

Messe 2019 in der Sonderausstellung „Integrated 

Lightweight Plaza“ (Halle 5) einen Freeformer 200-3X. 

Zudem wird Manuel Wöhrle, Senior Sales Manager 

Lightweight bei Arburg, am 2. April 2019 im Rahmen 

des „Forum Industrial Supply“ (Halle 4) einen Vortrag 

halten zu innovativen Leichtbau-Verfahren in der additiven 

Fertigung und im Spritzgießen. 

Vorreiter beim Thema Digitalisierung 

Das Angebot von Arburg für die IT-vernetzte und produktionseffiziente 

Kunststoffteilefertigung reicht von 

digitalen Assistenzpaketen für Allrounder-Spritzgießmaschinen 

über Predicitive Maintenance bis zum eigenen 

MES, Kundenportal und Remote Service. Das Leitrechnersystem 

ALS ist bereits seit 1986 auf dem Markt: das 

MES von Arburg speziell für die Spritzgießfertigung 

und wird seither kontinuierlich weiterentwickelt. Als 

zentraler Baustein von Industrie 4.0 ermöglicht ALS den 

Online-Datenaustausch über Produk tionseinrichtungen 

und -standorte hinweg (horizontale Integration) ebenso 

wie mit einem PPS/ERP-System (vertikale Integration). 

Präsentiert wird, wie das ALS alle relevanten Produktions- 

und Qualitätsdaten erfasst und archiviert und z. B. 

Rückmeldungen und Kennzahlen zu Maschinen, fälligen 

Wartungen, laufenden Aufträgen und zur Produktionsqualität 

zur Verfügung stellt – auch für mobile Anwendungen. 

Darüber hinaus treibt Arburg die Digitalisierung bei 

seinen Geschäftsprozessen und Dienstleistungen voran. 

Das neue Kundenportal stellt über eine Cloud-Lösung 

verschiedene Dienstleistungen übersichtlich bereit. Als 

zentrale Applikationen werden z. B. das Machine 

Center, das zu jeder Maschine wichtige Informationen 

und Dokumente enthält, der Shop für die Bestellung 

von Ersatzteilen und das Service Center vorgestellt. ■ 

Arburg GmbH + Co KG 

www.arburg.com 

„In unserer neuen ‚AM Factory‘ zeigen wir vollautomatisiertes, 

vernetztes und zu 100 Prozent 

rückverfolgbares Additive Manufacturing“, betont 

Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei 

Arburg. Als Praxisbeispiel produziert und prüft 

die Turnkey-Anlage rund um einen Freeformer 

300–3X individualisierte Greifer-Varianten für 

Schachfiguren.“ Bild: Arburg 


01Anlagen 

Volkswagen setzt auf neuestes 3D-Druck Verfahren von HP 

Reif für die Serie 

Volkswagen setzt als erster Automobilhersteller auf die neueste 

3D-Druck-Technologie von HP: Mit dem „HP Metal Jet“-Verfahren 

soll der metallische 3D-Druck deutlich einfacher und vor allem 

schneller werden. 

■■■■■■ Größter Vorteil des „HP Metal Jet“-Verfahrens: 

Die Produktivität verbessert sich je nach Bauteil 

um das Fünfzigfache. Damit wird der dreidimensionale 

Druck auch für die Fertigung von Serienteilen in der Automobilproduktion 

interessant. Gemeinsam mit dem 

Druckerhersteller HP und dem Bauteilproduzenten 

GKN Powder Metallurgy treibt Volkswagen daher die 

Entwicklung der Technologie für den Serieneinsatz voran. 

Bei der International Manufacturing Technology 

Show (IMTS) in Chicago 2018 haben die Partner das 

neue Verfahren erstmals vorgestellt. 

Im neuen 3D-Verfahren 

sollen zuerst Designelemente 

wie etwa Schaltknäufe 

gedruckt werden. 

Bild: Volkswagen 

Dr. Martin Goede, Leiter Technologieplanung und 

-entwicklung bei Volkswagen, sagt: „Auf die Automobilproduktion 

kommen große Herausforderungen zu: 

Unsere Kunden erwarten zunehmend mehr Personalisierungsmöglichkeiten. 

Gleichzeitig nimmt die Komplexität 

mit der Vielzahl neuer Modelle zu. Daher setzen wir 

auf modernste Technologien, um eine reibungslose und 

schnelle Produktion sicherzustellen. Der 3D-Druck 

spielt vor allem bei der Herstellung einzelner Teile eine 

wichtige Rolle.“ 

Ein Volkswagen-Fahrzeug wird aus 6000 bis 8000 

verschiedenen Teilen gefertigt. Bisherige 3D-Druck-Verfahren 

können jedoch bislang nur für die Sonderanfertigung 

einzelner Teile oder Prototypen eingesetzt werden. 

Mit der 3D-Metal-Jet-Technologie von HP wird es 

möglich, auch eine große Stückzahl an Teilen per 

3D-Druck zu fertigen – und zwar ohne die entsprechenden 

Werkzeuge aufwendig entwickeln und fertigen zu 

müssen. Damit reduziert sich die Zeit zur Teilefertigung 

deutlich. In Kooperation mit HP und GKN entwickelt 

Volkswagen die Technologie so weiter, dass in einem 

ersten Schritt Designelemente in kleinen Serien gedruckt 

werden können. Damit können zum Beispiel Schriftzüge 

für die Heckklappe, Sonderschaltknäufe oder Schlüssel 

mit individualisiertem Schriftzug ohne großen Aufwand 

produziert werden. Geplant ist, dieses Angebot bereits 

bald anbieten zu können. 

Prozesskette speziell für die Automotive-Branche 

Im nächsten Jahr will GKN Powder Metallurgy in Zusammenarbeit 

mit VW eine auf die Automobilproduktion 

ausgerichtete Prozesskette etablieren. Über erste kleine 

(Design-) Bauteile soll die Technologie so weiterentwickelt 

werden, dass in zwei bis drei Jahren erste Strukturbauteile 

für Serienfahrzeuge gedruckt werden. 

„Ein komplettes Fahrzeug wird wohl so schnell nicht 

aus dem 3D-Drucker kommen – die Zahl und Größe an 

Bauteilen aus dem 3D-Drucker wird aber deutlich zunehmen“, 

erläutert Goede. „Unser Ziel ist es, gedruckte 

Strukturteile bereits in die nächste Fahrzeuggeneration 

zu integrieren. Dabei erwarten wir langfristig eine kontinuierliche 

Steigerung der Stückzahlen, Bauteilgröße 

und der technischen Anforderungen – bis hin zu fußballgroßen 

Bauteilen mit einer Stückzahl von über 

100 000 Einheiten im Jahr.“ 

Beim HP-Metal-Jet-Verfahren werden die Bauteile 

mithilfe eines Pulvers und Binders schichtweise hergestellt. 

Anschließend wird das Bauteil gesintert. Damit 

unterscheidet es sich von bisherigen Verfahren, bei denen 

Pulver mittels eines Lasers aufgeschmolzen wird. ■ 

Volkswagen AG 

www.volkswagen.de 


C A M S y s t e m 

TECHNIK FÜR GEWINDE 

Industrie 

| Das Kompetenznetzwerk der Industrie 

2019 

SOFLEX 

In Kooperation mit 

Bild: Hahn + Kolb 


Promotion 

mav Innovationsforum 2019 

▶ 

ADDITIVE FERTIGUNG MIT NULLPUNKTSPANNTECHNIK VERBREITET SICH WEITER 

Mit Null auf 100 in der Additiven 

Fertigung 

Dem 3D-Druck mit Metallpulver sagen viele Experten einen rasanten 

Aufstieg voraus. Doch das ist nicht mehr nur Zukunftsmusik. 

Längst hat das Verfahren in die Produktion vieler Unternehmen Einzug 

gehalten. Wohin die Reise geht, verdeutlichen zahlreiche neue 

Maschinengenerationen, die sich mit dem 3D-Druck beschäftigen. 

Das Zero-Point- 

System von AMF 

bietet bei Matsuura 

für viele 

Anwendungen 

eine optimale 

Ergänzung, die 

zur Wirtschaftlichkeit 

des kompletten 

Prozesses 

beiträgt. 

Der Autor 

Manuel Nau, 

Verkaufsleiter, 

AMF Andreas 

Maier GmbH & 

Co. KG. 

Zu den neuen Maschinen gehören 

nicht nur die Sägen des globalen 

Marktführers für das Sägen und 

Lagern von Metall-Langgut und 

Blech, Kasto, die häufig am Ende 

des additiven Verfahrens stehen 

und das Produkt von der Grundplatte 

trennen, auf der es aufgebaut 

wurde. Darunter sind neuerdings 

auch Hybrid-Maschinen wie 

die Lumex-Baureihe von Matsuura, 

die den 3D-Druck in Kombination 

mit der Fräsbearbeitung anbieten. 

Die Maschinenreihen der beiden 

Hersteller werden werksseitig mit 

dem Nullpunktspannsystem ZPS 

von AMF ausgestattet. Damit realisieren 

Anwender sofort eine hohe 

Produktivität. In den Lumex-Modellen 

von Matsuura sind Einbau- 

Bild: AMF 

Spannmodule von AMF für die 

Additive Fertigung verbaut. Diese 

öffnen mit nur einem Anschluss 

pneumatisch bei einem Betriebsdruck 

ab 5 bar, was in jeder Produktionshalle 

verfügbar ist. Unter 

der 3D-Grundplatte nehmen fünf 

Module die angebrachten Spannbolzen 

auf. Im Prinzip ist das eine 

Werkstückdirektspannung. Denn 

die überwiegende Zahl der Kunden 

kommt aus dem Werkzeugund 

Formenbau. Die trennen die 

Grundplatte später gar nicht mehr 

vom fertigen 3D-Produkt ab, auch 

um späteren Verzug nach dem 

Härten der Formen zu vermeiden. 

Wo die Grundplatte am Ende der 

Prozesse abgetrennt werden muss, 

kommt häufig der Hochleistungs- 

Bandsägeautomat KASTOwin 

amc (additive manufacturing cutting) 

zum Einsatz. Auch für die 

Spanntechnik in der speziellen Säge 

von Kasto ist AMF Partner und 

Maschinen-Erstausrüster. Die 

überlegenen Spannmodule des 

AMF-Nullpunktspannsystems halten 

dabei die Grundplatte mit dem 

fertigen Bauteil für den Trennvorgang 

in einer exakten Schnittposition 

für geringes Druckaufmaß. 

Vor dem Sägeprozess schwenkt eine 

Dreheinheit der Maschine die 

Grundplatte in eine Kopfüber-Position. 

Sind die Bauteile dann abgetrennt, 

fallen sie schonend in ein 

Auffangnetz. Nach dem Zurückschwenken 

lässt sich die Grundplatte 

aus den Nullpunktspannmodulen 

entnehmen. 

Voller Einsatz in der 

Additiven Fertigung 

Die Erfolge von Kasto, Matsuura 

und AMF in ihrem jeweiligen Geschäftsbereich 


zeigen vor allem eines ganz deut- 


Bild: AMF 

lich: Das Thema lässt sich nicht 

nur nebenher bearbeiten. Denn dazu 

ist die Thematik viel zu komplex. 

Es verlangt ganz im Gegenteil 

vollen Einsatz und volle Konzentration 

auf die Möglichkeiten 

dieser noch jungen Fertigungs - 

weise. 

Nicht umsonst setzen beispielsweise 

Automobilhersteller und deren 

Zulieferer sowie weitere Branchen 

wie die Medizintechnik schon heute 

mit wachsendem Erfolg auf die 

Herstellung einbaufertiger Serienteile 

durch die werkzeuglose Fertigung 

im 3D-Druck. Ein großer 

Vorteil liegt dabei in der konstruktiven 

Herangehensweise und den 

Möglichkeiten, komplexe Geometrien 

wirtschaftlich zu fertigen. 

Häufig können im 3D-Druck Bauteile 

oder Produkte hergestellt 

werden, die mit subtraktiven Verfahren 

gar nicht zu realisieren 

sind. 

Dem additiven Fertigungsverfahren 

folgen meist weitere Prozesse 

wie Reinigungs- und Messverfahren 

sowie Fräs-, Bohr- oder Säge - 

operationen. Die Experten von 

AMF haben dabei schon frühzeitig 

erkannt, welche Vorteile der Einsatz 

von Nullpunktspannsystemen 

bringt. Wird diese AMF-Nullpunktschnittstelle 

auf alle Folgeprozesse 

mitgenommen, lassen 

sich über den gesamten Fertigungsprozess 

Rüstzeiten um mehr 

als 90 % senken. Anstatt die 

Grundplatte mit dem Bauteil auf 

jedem Folgeprozess neu einzurich- 

ten, wird nur einmal „abgenullt“ 

und der Nullpunkt dann einfach 

„mitgenommen“. So hat AMF für 

die Additive Fertigung als einer der 

ersten Anbieter speziell darauf abgestimmte 

Nullpunktspannmodule 

entwickelt. Die erfüllen die beim 

3D-Druck auftretenden ganz besonderen 

Anforderungen. 

Zu heiß für herkömm - 

liche Spannmodule 

Herkömmliche Spannmodule, wie 

sie in der zerspanenden Fertigung 

üblich sind, dürfen nämlich in der 

Additiven Fertigung nicht eingesetzt 

werden. Denn beim 

3D-Druckverfahren herrschen hohe 

Temperaturen von bis zu mehreren 

100° C. Selbst im Spannmittel 

kommen noch Temperaturen 

von bis zu 150° C und mehr an. 

Das erfordert Dichtungen und Medien, 

die das aushalten. Ebenso 

darf die Prozesssicherheit und 

Wiederholgenauigkeit nicht unter 

den Temperaturschwankungen leiden. 

Hier kommen sorgsam aus - 

gewählte Materialien und Verfahren 

zum Einsatz, damit die Nullpunktspannmodule 

die Anforderungen 

erfüllen. Gehärtete Oberflächen 

sind da nur ein Beispiel. 

AMF-Module sind temperaturbeständig 

und bieten darüber hinaus 

auf Wunsch Abfragetechnik mit 

Sensoren. Auch die dafür ausgewählten 

Sensoren müssen für diese 

anspruchsvollen Bedingungen geeignet 

sein. 

Spannmodule für die 


Die Einbau-Spannmodule K10.3 

und K20.3 von AMF für die Additive 

Fertigung öffnen pneumatisch 

bei einem Betriebsdruck ab 

4,5 bar. Sie realisieren Einzugskräfte 

von 10 bzw. 17 kN (K20) 

und Haltekräfte von 25 bzw. 

55 kN (K20). Verriegelt wird 

durch Federkraft, sodass anschließend 

die Druckleitungen jederzeit 

abgekoppelt werden können. Optional 

bietet AMF eine Ausblasung 

für die Entfernung von Spänen sowie 

eine Auflagenkontrolle für Abfragen 

im Rahmen automatisierter 

Prozesse an. Mit AMF-Nullpunktspanntechnik 

lässt sich die Schnittstelle 

und somit der gesamte Fertigungsvorgang 

im 3D-Druck mitsamt 

den anschließenden Folgeprozessen 

hochgradig standardisieren. 

Eine dermaßen standardisierte 

Prozesskette ist auch die 

Grundlage für eine automatisierte 

Bestückung durch Roboter. Das 

zeigt auch schon eine Richtung 

auf, in die sich Verfahren und 

Technologie entwickeln werden. 

Aber nur wer wie AMF mit vollem 

Einsatz dabei ist, wird auch als 

Entwickler und Partner für andere 

■ 

Hersteller erfolgreich sein. 

AMF Andreas Maier GmbH & 

Co. KG 

www.amf.de 

Mit dem Nullpunktspannsystem 

Zero-Point 

von AMF lassen 

sich Rüstzeiten 

um bis zu 90 % 

reduzieren. 


Promotion 


▶ 

EFFIZIENTER 3D-DRUCK MIT MEHRFACH-DRUCKKOPF 4MOVE VON MULTEC 

Vier Fäden auf einen Streich 

Als zukunftsweisende Technologie gewinnt der moderne 3D-Druck 

branchenübergreifend an Bedeutung. Allen voran die additive Fertigungstechnik 

FFF (Fused Filament Fabrication), die sich als wirtschaftliche 

Lösung auch für kleinere Unternehmen anbietet. Mit 

modernen Mehrfach-Druckköpfen wie dem 4Move lassen sich 

Durchlaufzeiten deutlich erhöhen und das Anwendungsspektrum 

erweitern. So sind auch komplizierte Konstruktionen mit zusätzlichem 

Stützmaterial in nur einem Vorgang möglich. 

Der Autor 

Martin Hochmuth, 

Geschäftsleitung 

Produkt, E-Sales 

und IT, Hahn+Kolb 

Werkzeuge GmbH. 

Bild: Hahn+Kolb 

Mit der speziellen Düsen-Wechselautomatik 

lassen sich vier unterschiedliche 

Kunststoffe oder Farben auftragen 

– absolut sauber und tropffrei. 

Sei es für das Rapid Prototyping, 

Rapid Tooling oder Rapid Manufacturing: 

Überall, wo binnen kürzester 

Zeit etwas Reales entstehen 

soll, findet die additive Fertigung 

Anwendung. Als kostengünstige 

Technik bietet sich der Druck mit 

Thermoplast-Kunststoffen in 

Form von Filamenten an. Bei der 

Technologie „Fused Filament Fabrication“ 

(FFF) wird das Material 

additiv durch einen Druckkopf 

aufgetragen; Schicht für Schicht 

wächst das zuvor als CAD-Modell 

entwickelte Bauteil im Inneren des 

3D-Druckers. Dabei sind dem eingesetzten 

Werkstoff kaum Grenzen 

gesetzt, denn die Materialauswahl 

steigt kontinuierlich. Viele Filamente 

werden schon heute aus 

nachwachsenden Rohstoffen wie 

Mais oder Zuckerrüben nachhaltig 

produziert. 

Dennoch war es bislang schwierig, 

unterschiedliche Materialien 

tropffrei zu kombinieren. Aufwendige 

Konstruktionen mit Überhängen 

ab ca. 50° waren zudem nur 

mit Stützmaterial möglich, das anschließend 

weggebrochen wurde. 

Das Bauteil selbst benötigte dann 

noch eine Nachbearbeitung, Säuberung 

oder Entgratung. 

Viermal Druck 

Eine bessere Lösung bietet der patentierte 

Vierfach-Druckkopf 

4Move von Multec. Die vier Düsen 

arbeiten voneinander unabhängig, 

tropffrei und garantieren 

auf diese Weise eine saubere Materialtrennung. 

Dahinter steckt eine 

intelligente Wechselautomatik, die 

für die Steuerung der einzelnen 

Düsen zuständig ist. Während des 

Druckvorgangs ist nur eine Düse 

aktiv und in Druckposition – die 

verbliebenen drei warten auf der 

rotierenden Scheibe des Druckkopfs 

tropffrei im Silikonbett auf 

ihren Einsatz. Sieht das entstehende 

Modell einen Filament-Wechsel 

vor, wird die Düse direkt deaktiviert 

und die Scheibenöffnung neu 

positioniert. Die neue aktive Düse 

setzt den Druck unverzüglich mit 

einem anderen Material fort. Somit 

können Anwender ganz unterschiedliche 

Thermoplaste – hart, 

elastisch, zäh, verschiedene Farben 

– angepasst an den Einsatzzweck 

miteinander kombinieren. 

Bei der Entwicklung des 4Move 

legte Multec besonderen Wert auf 

eine fortschrittliche Technik bis ins 

Detail, für einwandfreie Druck - 

ergebnisse. So regelt der Druckkopf 

eigenständig die Temperatur 

und Reinigung seiner Düsen. 

Denn: Wird ein Filament vor dem 

Druck zu lange aufgeheizt, verändert 

sich seine Struktur und dies 

wirkt sich negativ auf das Druckergebnis 

aus. Daher wird die Temperatur 

der inaktiven Düsen abgesenkt. 

Die Steuerung des 3D-Druckers 

überwacht, wann genau eine 

andere Düse aktiviert werden 

muss. 4Move heizt die bis dahin 

inaktive Düse dann automatisch 

auf Drucktemperatur auf. Das 

spart Zeit und Energie, aber auch 

Druckmaterial. Zugleich erhöht es 


Promotion 




Industrieller 3D-Drucker Multirap 

M800: Dank seines großen 

Bauraums eignet sich der M800 

von Multec ideal für den Einsatz 

in Industrie-Unternehmen, 

die per Rapid Tooling und Rapid 

Manufacturing größere 

Stückzahlen prozesssicher produzieren. 

Die Düsen-Wechselautomatik 

reduziert 

den Aufwand für 

die Nachbearbeitung 

auf ein Minimum. 

die Standzeit der Düsen. Auch die 

Säuberung des Druckkopfs läuft 

vollautomatisch, sobald der 4Move 

eigenständig auf die Reinigungsstation 

fährt. 

Immer die passende 

Größe 


Herzstück des M800 ist der 

patentierte Mehrfachdruckkopf 

4Move mit verschiedenen 

Düsengrößen. Je nach Einsatzart 

beschleunigen große Düsen 

den Druckvorgang enorm, 

wenn es beispielsweise um den 

Druck von Füllstrukturen 

geht. 

Je nach Bedarf sind am Druckkopf 

4Move unterschiedliche Düsengrößen 

möglich, die deutlich komplexere 

Bauteile erlauben oder 

auch die Druckgeschwindigkeit erhöhen. 

Der Drucker erstellt auf 

diese Weise beispielsweise unsichtbare 

Füllstrukturen schneller und 

gröber als sichtbare Außenseiten 

des Bauteils. 

Seit Kurzem bietet Multec mit dem 

SmartSupport ein innovatives 

Stützmaterial an. Das Filament 

lässt sich ganz einfach über eine 

Düse mitdrucken und nach Fertigstellung 

vom Bauteil abziehen – 

ohne Kraftaufwand und unerwünschte 

Abbruchstellen. Das reduziert 

die Nacharbeit erheblich. 

Alternativ nutzen Anwender die 

vier Düsen redundant und drucken 

bis zu 12 kg Material unterbrechungsfrei 

dank einer „Endlosdruckfunktion“. 

Bei Spulenende 

des Rohmaterials startet automatisch 

die folgende Düse mit der 

nächsten Spule. Vorhandenes Material 

wird dadurch komplett aufgebraucht. 

Für besondere Fälle 

Der FFF-Druck entfaltet dann seine 

Vorteile, wenn es um eine industrielle 

und zugleich individuelle 

Herstellung von Teilen geht. Ein 

Beispiel aus der Praxis: Ein Anwender 

möchte Greifelemente aus 

Aluminium, die mit einer elastischen 

Greiffläche ausgestattet 

sind, durch additiv gefertigte Bauteile 

ersetzen. Denn aufgrund einer 

hohen Anzahl unterschiedlicher 

und sich ständig verändernder 

Bauteile, die mit den Greifern gehalten 

und sicher bewegt werden 

sollen, sind entsprechend viele 

Ausführungen der Greifelemente 

nötig. 

Auf einem Multirap-Drucker von 

Multec entsteht mittels Vierfach- 

Druckkopf 4Move eine entsprechende 

Alternative: Der Greifer 

besteht aus dem schlagzähen, widerstandsfähigen 

Werkstoff PLA- 

HT und die Greiffläche aus dem 

elastischen Thermoplast TPU. Um 

den kompletten Greifer an einem 

Stück zu fertigen, kommt zudem 

das Stützmaterial SmartSupport 

zum Einsatz. Direkt mitgedruckte 

Bohrungen für die Befestigung des 

Greifers können mit Schraubverbindungen 

von mindestens 4 Nm 

■ 

belastet werden. 

Hahn+Kolb Werkzeuge GmbH 

www.hahn-kolb.de 


Promotion 


▶ 

ANFORDERUNGEN AN ZERSPANUNGSWERKZEUGE BEI ADDITIV HERGESTELLTEN WERKSTÜCKEN 

Präzisionswerkzeuge für neue 

Herausforderungen 

Für die besonderen Herausforderungen der subtraktiven Bearbeitung 

additiv hergestellter Werkstücke im Pulverbett hat Franken ein 

Standard-Fräserprogramm entwickelt. Damit können im Bereich 

von Außen- und Innenkonturen hochgenaue Maßtoleranzen und 

Oberflächengüten erzielt werden. 

bereich als auch in der Beschichtung 

den speziellen Anforderungen 

anzupassen. 

Subtraktive Bearbeitung 

der Oberfläche 

Der Autor 

Bild 1: Formeinsatz 

aus Stahl, 

hergestellt auf 

einer Lumex-Anlage 

von Matsuura 

im hybridadditiven 

Verfahren. 

Jens Löscher, 

Verkaufsleiter 

und Leiter 

Anwendungstechnik, 

Franken GmbH & 

Co. KG. 

Spezielle Materialeigenschaften an 

additiv hergestellten Werkstücken 

erfordern konkrete Umsetzungsund 

Anpassungsmaßnahmen an 

den Zerspanungswerkzeugen. 

Während bei additiven Fertigungsverfahren 

(hier: selektives Laserschmelzen) 

ein Gegenstand durch 

Hinzufügen, Auftragen und Ablagern 

von Material mittels eines digitalen 

Models erzeugt wird, erfolgt 

bei subtraktiven Verfahren 

ein Abtrag des Materials mittels 

zerspanender Verfahren wie z. B. 

Drehen, Bohren, Fräsen oder thermischer 

Verfahren wie z. B. 

Funken erodieren. Durch die Vielzahl 

an Einflussgrößen in der additiven 

Fertigung wie beispielsweise 

Pulverbeschaffenheit, 3D-Programm 

oder das Laserverfahren 

und daraus resultierender Bauteileigenschaften 

ergeben sich neue 

Herausforderungen für Zerspanungswerkzeuge. 

Im Folgenden wird auf den Werkzeugeinsatz 

in der hybriden-additiven 

Fertigung näher eingegangen, 

Bild: Emuge-Franken 

bei der die Zerspanungsprozesse 

im additiven Bauteilaufbau integriert 

sind (Bild 1). Das hybride 

Bearbeitungszentrum setzt sich aus 

einer Anlage zum selektiven Laserschmelzen 

und einer 3-Achs-Bearbeitungseinheit 

für HSC-Fräsanwendungen 

zusammen. Die Fräsbearbeitung 

findet während des 

additiven Prozesses mit einer zyklischen 

Unterbrechung statt, beispielsweise 

nach 5 oder 10 aufgetragenen 

Schichten (Bild 2). Da in 

der Maschinenkammer eine erhöhte 

Temperatur und eine 

Schutzgasatmosphäre vorherrschen, 

erfolgt der Einsatz der Fräswerkzeuge 

durch Trockenbearbeitung 

im Pulverbett. 

Um hier eine hohe Prozesssicherheit 

gewährleisten zu können, 

müssen die Fräswerkzeuge in Geometrie 

und Beschichtung modifiziert 

werden. So sind die oft zur 

Anwendung kommenden Kugelfräswerkzeuge 

oder Schaftradius- 

Fräswerkzeuge sowohl in der 

Halsausführung, dem Schneiden- 

Die subtraktive Bearbeitung durch 

einen Kugelfräser kann in Vorund 

Endbearbeitung aufgeteilt 

werden, um an Konturen geforderte 

Oberflächenqualitäten mit einer 

Rautiefe (R Z 

) ≤ 10 μm und Toleranzen 

≤ 25 μm zu erzielen. Dabei 

weist die selektiv lasergeschmolzene 

Oberfläche im arithmetischen 

Mittel eine Rautiefe (R Z 

) von 

50 μm auf. Mit seiner speziellen 

Halsgeometrie und einem umlaufenden 

„ziehenden“ Schnitt (bei 

der Schlichtoperation in Bearbeitungsrichtung 

von Z- nach Z+) ermöglicht 

der Kugelfräser in thermisch 

nicht mehr belasteten 

Schichten die Fertigbearbeitung 

(Bild 3). Im Gegensatz dazu wird 

die Vorbearbeitung mit einem umlaufenden 

„drückenden“ Schnitt 

(bei der Vorschlichtoperation in 

Bearbeitungsrichtung von Z+ nach 

Z-) durchgeführt. 

Die Konstruktionsfreiheitsgrade 

am Bauteil werden durch den Einsatz 

von T-Nuten-Fräswerkzeugen 

mit neuem Design in der hybridenadditiven 

Fertigung erweitert. Diese 

Werkzeuge ermöglichen die Bearbeitung 

von größeren Hinterschnitten, 

die bei einem nichthybriden 

additiven Verfahren im 

Nachhinein nicht mehr bearbeitet 

werden könnten. Eine Besonderheit 

des Schaftradius-Fertigfräsers 


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Bild 2: Prozessablauf 

eines 

hybrid-additiven 

Verfahrens auf 

einer Lumex- 

Anlage. 



Bild 5: Beispiel eines im hybrid-additiven 

Verfahren hergestellten Schaufelblattes 

mit Hohlkammer. 



Bild 3: Kugelfräser bei der Fertigbearbeitung 

eines hybrid-additiv hergestellten 

Bauteils im Pulverbett. 

ist die halbrunde Kontur der 

Schneide, die das Werkzeug zu einem 

sogenannten „BackTaper“ 

für die 2D-Fertigbearbeitung von 

anspruchsvollen Bauteilgeometrien 

macht (Bild 4). 

Zur Bearbeitung stark thermisch 

belasteter Werkstücke ist eine 

AlCr-Werkzeugbeschichtung besonders 

geeignet, da sie mit ihrer 

thermischen Resistenz den Schutz 

der Schneidkante und der Schneidkantenpräparation 

gewährleistet. 

Die Beschichtung schützt auch ge- 

Bild 4: Typischer Einsatz des Schaft - 

radius-Fertigfräsers bei einer Bearbeitung 

mit Hinterschnitt. 

gen das Anhaften von abgetragenem 

Material im Spanraum der 

Werkzeuge. 

Erhöhte Konstruktionsfreiheitsgrade 

Das Verfahren der hybriden-additiven 

Fertigung bietet in Verbindung 

mit darauf abgestimmten Fräsern 

zahlreiche Vorteile. So besteht die 

Möglichkeit, bei Formen aus Stahl 

zur Optimierung der Zykluszeiten 

die zur Abkühlung benötigten innenliegenden 

Kühlkanäle konturparallel 

anzulegen und in die Form 

einzubringen. Eine Gewichtsreduzierung 

von Bauteilen ist durch das 

Design mit Hohlkammern in Verbindung 

mit einer wabenförmigen 

innenliegenden Stützstruktur möglich, 

um später auch die entstehenden 

Kräfte aufnehmen zu können 

(Bild 5). Auch die Entlüftung der 

Formen kann durch ein porös gestaltetes 

Gefüge ermöglicht werden, 

wodurch Entlüftungsbohrungen 

entfallen können und die konturnahen 

Kühlkanäle nicht von 

Position und Lage dieser Bohrungen 

beeinflusst werden. 

Die Kombination von subtraktiven 

und additiven Fertigungsverfahren 

ermöglicht ein hohes Einsparpotenzial 

in den Folgeoperationen 

und völlig neue Konstruktionsmöglichkeiten 

zur Optimierung 

von Werkstückgeometrien 

bei deutlich verbesserten Oberflächenwerten 

sowie eingeschränkten 

■ 

Maßtoleranzen. 

Franken GmbH & Co. KG 

www.emuge-franken.com 


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ADDITIVE FERTIGUNG: VON DER PROTOTYPENFERTIGUNG ZUM INDUSTRIELLEN PROZESS 

Sicherheitsrelevante Bauteile auf 

Basis einer stabilen Prozesskette 

Das Thema der Additiven Fertigung beeinflusst in zunehmendem 

Maß Entwicklungs- und Fertigungsprozesse zahlreicher Unternehmen 

im Automobil- und Maschinenbau. Die additive Fertigungstechnik 

entwickelt sich in diesem Zusammenhang immer mehr von 

einem Hype zum industriellen Trend – weg von der Prototypenfertigung, 

hin zu praxis- und sicherheitsrelevanten Serienbauteilen. 

Bild: Hirschvogel 

Fahrwerkskomponente 

additiv 

gefertigt: Ausschnitt 

eines bionisch 

optimierten 

Schwenk - 

lagers mit Innenstrukturen. 

ternehmerischen Erfolg. In der 

Produktentwicklung trägt das 

„Rapid Prototyping“ bereits seit 

Ende der 80er-Jahre durch die 

Herstellung funktionsfähiger Prototypen 

dazu bei, Entwicklungszeiten 

zu verkürzen und die Produktqualität 

zu verbessern. Aktuell 

bewegt sich das Themenfeld der 

Additiven Fertigung immer weiter 

von der klassischen Prototypenfertigung 

hin zur Herstellung von 

funktions- und sicherheitsrelevanten 

Bauteilen in Serie. 

Mit den verfügbaren additiven 

Fertigungsanlagen lassen sich 

komplexe Geometrien und Bauteileigenschaften 

wirtschaftlich 

Additiv gefertigter Brems - 

pedalhalter aus AlSi10Mg für 

den Rennsport. 

Der Autor 

Alexander Klose, 

Projektingenieur 


und Bauteilentwicklung, 

Hirschvogel 

Umformtechnik 

GmbH. 

Auf dem Gebiet der Massivumformung 

von Stahl und Aluminium 

sowie der anschließender Bearbeitung 

ist die Hirschvogel Automo - 

tive Group einer der größten, weltweit 

operierenden Automobilzulieferer. 

Als Geschäftsfeld der Unternehmensgruppe 

bietet Hirschvogel 

Tech Solutions seinen Kunden ein 

optimal aufeinander abgestimmtes 

Kompetenzpaket aus Additiver 

Fertigung, Bauteilentwicklung sowie 

Werkstoff- und Schadensanalyse. 

„In den Lücken liegen die Potenziale“, 

dieser Leitsatz ist nicht immer 

leicht in die Praxis umzusetzen, 

trifft aber insbesondere auf 

die Integration additiver Fertigungsmöglichkeiten 

in den industriellen 

Wertschöpfungsprozess zu. 

Einerseits weckt die Möglichkeit 

einer nahezu freien Bauteilgestaltung 

bei der Optimierung traditioneller 

Prozessketten ein zunehmendes 

wirtschaftliches Interesse. 


Andererseits gilt es, in einem produzierenden 

Unternehmen eingefahrene 

Grenzen infrage zu stellen, 

gewohnte Prozesse kritisch zu 

überdenken und Schnittstellen so 

zu gestalten, dass ein Optimum an 

Qualität, Kosten und Zeit erreicht 

wird. 

Schlüsselfaktor Zeit 

Unter dem Motto „Time to Market“ 

ist insbesondere der Schlüsselfaktor 

Zeit in der Entwicklung 

und Herstellung marktfähiger Produkte 

von zentraler Bedeutung 

und damit elementar für den un- 

darstellen. Um jedoch einer Serienfertigung 

gerecht zu werden, müssen 

neben einer großen Teilezahl 

pro Zeiteinheit vor allem stabile 

und reproduzierbare Prozesse gewährleistet 

werden. Im Rahmen 

einer additiven Wertschöpfungskette 

gilt es deshalb, das isoliert 

betrachtete Prototyping mit Folgeund 

Begleitprozessen zu ergänzen. 

Bauteil- und qualitätsorientierte 

Prozesskette 

Hirschvogel Tech Solutions befasst 

sich im Rahmen der Additiven Fertigung 

nicht nur mit dem Ferti- 


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Entlang der Prozesskette wird die 

Prozessfähigkeit der Bauteilfertigung 

durch eine automatisierte 

Prozessüberwachung sowie Prüfkörper 

zur kontinuierlichen Erfassung 

von Materialkennwerten 

oder Form- und Lagegenauigkeiten 

sichergestellt. Ein bauteilbegleitender 

Aufbau entsprechender 

Prüfkörper oder eine Bauteilvermessung 

wird je nach kundenspezifischen 

Vorgaben festgelegt. Im 

Hinblick auf die Additive Fertigung 

von sicherheitsrelevanten 

Bauteilen steht eine durchgängige 

Kundenspezifische 

Beratung 

bei der Umsetzung 

additiv gefertigter 

Bauteile 

und Serien im 

Laserstrahlschmelzverfahren. 

Zusatzwissen 

gungsverfahren, sondern auch mit 

dem Aufbau einer stabilen, bauteil- 

und qualitätsorientierten Prozesskette. 

Der frühzeitigen Einbindung 

in den Entwicklungsprozess 

durch den Kunden kommt dabei 

eine große Bedeutung zu. 

Als Know-how-Lieferant ist 

Hirschvogel in der Lage, Bauteile 

für den Anwendungsfall anforderungs-, 

funktions- und fertigungsgerecht 

zu entwickeln. Mithilfe geeigneter 

Simulationstools lassen 

sich Komponenten in ihrer Topologie 

optimieren oder fluidführende 

Bauteile strömungsoptimiert 

auslegen, um letztlich die Potenziale 

einer nahezu freien Bauteilgestaltung 

zu nutzen und dadurch einer 

Additiven Fertigung gerecht zu 

werden. 

Für die Fertigung eines Bauteils 

spielen anlagen- und prozessspezifische 

Rahmenbedingungen eine 

wesentliche Rolle. Diese gilt es zu 

verstehen, beherrschen und regelmäßig 

abzusichern. In diesem Zusammenhang 

nimmt neben Ma- 

Bei der Entwicklung eines seriennahen Schwenklagers 

wurde im Halsbereich eine Massenreduktion von 40 % gegenüber 

dem Serienbauteil erzielt. Mithilfe von bionischen 

Gitterstrukturen und adaptiv angepassten Wandstärken 

gelang es, eine beanspruchungsgerechte Bauteilstruktur 

zu erarbeiten, die trotz einer hohen Steifigkeit eine deutliche 

Reduzierung der Masse zulässt. 


Vom Lastenheft zum einbaufertigen Bauteil: Prozesskette der additiven Fertigung bei der 

Hirschvogel Automotive Group. 

schinen- und Prozessparametern 

auch der pulverförmige Werkstoff 

eine zentrale Stellung ein. 

Hierbei müssen Wechselwirkungen 

zwischen Pulver und Energiequelle 

bis hin zur wiederkehrenden 

Aufbereitung des Werkstoffs berücksichtigt 

werden. Die chemische 

Zusammensetzung, Partikelform 

sowie Korngrößenverteilung 

haben Auswirkungen auf die Packungsdichte 

des Pulverbetts, die 

Prozessparameter und letztlich 

auch auf die Bauteileigenschaften. 

Hinsichtlich des Pulvers wird vor 

allem der Pulverbezug intensiv betrachtet. 

Dies umfasst eine Auswahl 

der Lieferanten mit entsprechender 

Anforderungsbeschreibung 

und Pulvercharakterisierung 

sowie einem Soll-Ist-Vergleich des 

Pulvermaterials im Rahmen einer 

Wareneingangskontrolle. 

Qualitätssicherung zur Überwachung 

und Regelung praxisrelevanter 

Merkmale im Fokus der 

Prozesskette. Hier tragen verschiedenste, 

an das Fertigungsverfahren 

angepasste prozess-, bauteil- und 

probenbasierte QM-Methoden zur 

erfolgreichen Realisierung bei. 

Zielstellung von Hirschvogel Tech 

Solutions ist es, additiv gefertigte 

Serienbauteile an seine Kunden zu 

liefern. Denn genau das zeichnet 

die Hirschvogel Automotive 

Group aus: die Fertigung komplexer 

und qualitativ hochwertiger 

■ 

Bauteile in Serie. 

Hirschvogel Umformtechnik 

GmbH 

www.hirschvogel-tech-solutions. 

com 


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ADDITIVE FERTIGUNG: FORSCHUNG, LEHRE UND TRANSFER 

Metall-3D-Druck an der 

Hochschule Aalen 

Die Hochschule Aalen gehört bundesweit zu den forschungsstärksten 

Hochschulen für angewandte Wissenschaften. Zentrale Forschungsschwerpunkte 

sind „Neue Materialien und Fertigungstechnologien“ 

sowie die „Photonik“. Die Forschungsaktivitäten im Bereich 

Additive Fertigung wurden in den letzten Jahren intensiviert 

und eine moderne Geräteinfrastruktur hierfür aufgebaut. Aktuelle 

Forschungsergebnisse gehen in die Lehre und die Ausbildung des 

wissenschaftlichen Nachwuchses ein. 

Die Autoren 

Maximilian Steinhauser, 

Masterand im Forschungsmaster 

Advanced 

Materials and 

Manufacturing, und 

Prof. Dr. Markus 

Merkel, 

Leiter Zentrum für 

Virtuelle Produktentwicklung, 

Hochschule 

Aalen. 

Die additive Fertigung oder der 

3D-Druck ist eine der Schlüsseltechnologien 

für die Industrie 4.0. 

Sie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten 

und ermöglicht die wirtschaftliche 

und ressourceneffiziente 

Herstellung individualisierter 

Produkte. Der 3D-Druck hat sich 

zwischenzeitlich in der Prototypen- 

und Kleinstserienfertigung in 

vielen Branchen als robuste Methode 

etabliert. Bauteile mit komplexer 

Geometrie und integrierten 

Funktionalitäten lassen sich hiermit 

häufig einfacher und in einem 

einzigen Prozess fertigen. 

An der Hochschule Aalen mit rund 

6000 Studierenden und 60 Studienangeboten 

ist additive Fertigung 

in Forschung und Lehre sehr präsent. 

So ist das Projekt AddFunk 

(Additiv gefertigte funktionale und 

intelligente Komponenten) ein 

zentrales Projekt des Kooperationsnetzwerks 

„Smarte Materialien 

und intelligente Produktionstechnologien 

für energieeffiziente Produkte 

der Zukunft“ (SmartPro). 

An SmartPro, das zwischen 2017 

und 2020 mit rund 5 Mio. EUR 

Bundesmitteln gefördert wird, sind 

aktuell mehr als 30 Unternehmen 

aktiv beteiligt. 

Zudem ist der 3D-Metalldruck mit 

dem Schwerpunkt „Additive Herstellung 

von Leichtbau-Komponenten“ 

im zukünftigen Forschungszentrum 

ZiMATE verankert. 

ZiMATE (Zentrum innovativer 

Materialien und Technologien 

für effiziente elektrische Energiewandler-Maschinen) 

wurde von 

der Hochschule Aalen im Forschungsbauten-Programm 

des 

Bundes und der Länder wettbewerblich 

eingeworben. 

Lehrveranstaltungen zur 

additiven Fertigung 

Die Arbeitswelt von Ingenieuren, 

die in die Bauteil-, Material- oder 

Prozessentwicklung im 3D-Druck 

involviert sind, hat sich stark verändert. 

Daher sind im Bereich der 

Lehre einschlägige Lehrveranstaltungen 

zur additiven Fertigung in 

mehreren Bachelor- und Masterstudiengängen 

verankert. Ein Beispiel 

hierfür ist die Veranstaltung 

Digitale Produktentstehung im 

Bild: ZVP, HS Aalen 

Masterprogramm Produktentwicklung 

und Fertigung. Hier wird 

der gesamte Produktentstehungsprozess 

von der Idee über das Engineering 

einschließlich der additiven 

Fertigung abgebildet und in 

Theorie und Praxis vermittelt. 

Ein weiteres Beispiel ist der Forschungsmaster 

Advanced Materials 

and Manufacturing AMM, in 

dem Studierende in aktuelle Forschungsprojekte 

zum Thema 

3D-Druck eingebunden werden. 

Absolventen profitieren von der 

intensiven Vernetzung mit regionalen 

und überregionalen Unternehmen, 

Studierende von den hervorragend 

ausgestatteten Laboren. 

In der Fakultät Maschinenbau und 

Werkstofftechnik der Hochschule 

Aalen steht modernste Infrastruktur 

für die gesamte Prozesskette 

des Metalldruckes zur Verfügung, 

von der Aufbereitung des Metallpulvers 

über Anlagen zum pulverbettbasierten 

Laserstrahlschmelzen 

bis hin zur Prozessoptimierung, 

Qualitätssicherung und Ma- 

3D-Druck eins 

Hydraulikaggregates. 


Bild: Hochschule Aalen, Thomas Klink 

terialcharakterisierung (CT, Mikroskopie). 

Aktuelle Forschungsthemen zum 

Metall-3D-Druck werden am Zentrum 

für virtuelle Produktentwicklung 

(ZVP), am Institut für Materialforschung 

(IMFAA) und am 

Laser Applikationszentrum (LAZ) 

verfolgt. 

Gestaltung metallischer 

Bauteile 

Das ZVP forscht an durchgängigen 

digitalen Prozessketten, deren 

letzte Lücken mit dem 3D-Druck 

geschlossen werden. Der Fokus 

liegt dabei auf der Gestaltung und 

Dimensionierung von metallischen 

Bauteilen, die aufgrund der komplexen 

Geometrie oder der Integration 

einer Funktion wie konturnahe 

Kühlkanäle oder Sensorik 

nur oder bevorzugt im additiven 

Verfahren hergestellt werden. 

Leichtbauansätze aus der Bionik 

lassen sich einfach, schnell und 

kostengünstig realisieren. Mittels 

Metall 

3D-Druck: Digitale 

Produktentstehung. 

Bild: ZVP, HS Aalen 

Pulverbettbasiertes 

Laserstrahlschmelzen. 

numerischer Simulation werden 

sowohl der Bauprozess als auch 

die physikalischen Eigenschaften 

des Bauteils analysiert und hinsichtlich 

der spezifischen Anforderungen 

im späteren Einsatz optimiert. 

Auf der hauseigenen Anlage zum 

pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen 

(SLM 280 HL) werden 

verschiedenste Metallpulver wie 

Aluminium- und Titanlegierungen, 

Edel- und Werkzeugstähle oder 

Hartmetall verarbeitet. Zusammen 

mit Industriepartnern werden robuste 

Prozesse entwickelt und innovative 

Anwendungen im Maschinen- 

und Anlagenbau sowie in 

Fahrzeug- und Medizintechnik erschlossen. 

Aktuelle Fragestellungen 

betreffen beispielsweise Komponenten 

zum Thermomanagement 

in der Elektromobilität. 

Materialien entwickeln 

und charakterisieren 

Das IMFAA erforscht geeignete 

Materialien für den 3D-Druck und 

entwickelt Methoden zur Charakterisierung 

von Materialeigenschaften. 

Aus Sicht der Werkstofftechnik 

und Materialforschung 

geht es dabei insbesondere darum, 

Wirkzusammenhänge zwischen 

Prozesseinflüssen auf die Strukturund 

Eigenschaftsausbildung von 

bekannten, aber auch neuen additiv 

gefertigten Materialien zu ermitteln. 

Dies reicht von der 

Entwicklung, Qualifizierung 

und Analyse der Ausgangspulver 

bis hin zum gedruckten 

Bauteil mit möglichen 

thermischen Nachbehandlungen. 

Diese Bauteile werden nachfolgend 

zerstörungsfrei mittels 

Computertomografie und zerstörend 

mit hoch aufgelösten mikroskopischen 

Verfahren hinsichtlich 

Fehlern und Gefügeaufbau analysiert. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt 

am IMFAA ist die Entwicklung 

von Verfahren zur Qualitätsbewertung 

im 3D-Druck, unter 

anderem durch Einsatz maschineller 

Lernverfahren. 

Entwicklung funktionalisierter 

Bauteile 

Das LAZ forscht an verschiedensten 

Methoden der Lasermaterialbearbeitung. 

Hierbei spielt die 

Prozessentwicklung des 3D- 

Drucks eine große Rolle. Im Rahmen 

des BMBF-geförderten Projektes 

FlexLight 4.0 wurde ein 

hochmoderner 3D-Drucker „Tru- 

Print1000 Multilaser“ (Trumpf) 

erworben. Neben kommerziell verfügbaren 

Geräten dient ein eigenentwickeltes 

modulares, flexibles 

3D-Druck-System der optimalen 

Entwicklung funktionalisierter 

Bauteile. Modernste Messtechnik 

und Sensorik bieten detaillierte 

Aufschlüsse über die bei der Additiven 

Fertigung ablaufenden Mechanismen 

zur weiteren Prozessverbesserung. 

Das LAZ forscht zudem 

an der Funktionalisierung additiv 

hergestellter Freiformen und 

der gezielten Gefügeänderung mit 

■ 

dem Laser. 

Hochschule Aalen, Zentrum für 

virtuelle Produktentwicklung 

www.hs-aalen.de 


Promotion 


▶ 

ADDITIV GEFERTIGTE WERKZEUGEINSÄTZE IM SPRITZ- UND DRUCKGUSS 

Konturnahe Temperierung im 

Werkzeugbau 

Mittels additiv gefertigter Werkzeugeinsätze können die Grenzen 

heutiger Temperierlösungen in Spritz- und Druckgusswerkzeugen 

deutlich verschoben werden. Durch nahezu uneingeschränkte Designfreiheiten 

können Temperierkanäle überall dort eingebracht 

werden, wo später im Gießprozess Wärme gezielt eingebracht oder 

abgeführt werden muss – mit dem Resultat minimierter Zykluszeiten 

und stabilerer Produktionsprozesse. 

Der Autor 

Marc Dimter, 

Branchenmanager 

Werkzeug- und 

Formenbau, 

Trumpf Additive 

Manufacturing. 

Steigender Kostendruck sowie die 

Notwendigkeit, immer komplexere 

Werkstücke prozesssicher herstellen 

zu müssen, führen die Möglichkeiten 

konventioneller Temperierung 

von Kunststoffspritz- und 

Aluminiumdruckgusswerkzeugen 

oftmals an ihre Grenzen. Je nach 

Geometrie des zu erzeugenden 

Bauteiles bleiben oftmals Bereiche 

der konturgebenden Oberfläche 

ungekühlt, was zu nicht unerheblichen 

Temperaturgradienten über 

die Werkzeugwände führt. Die 

Folge der Ausbildung dieser sogenannten 

Hot Spots sind zumeist 

unnötig hohe Zykluszeiten, da das 

Öffnen des Werkzeugs erst dann 

erfolgen kann, wenn das Werkstück 

seine Entformungstemperatur 

erreicht hat. Weiterhin führen 

dieselben Temperaturgradienten 

zusätzlich zu einem inhomogenen 

Abkühlverhalten des Werkstücks, 

was sich in Verzug und somit Teileungenauigkeiten 

äußert. Beide 

Effekte überlagern sich in der Regel. 

Formeinsätze aus dem 

Metallpulverbett 

Einen möglichen Lösungsansatz 

für diese Problematiken bietet die 

Herstellung von Formeinsätzen 

mittels additiver Fertigung durch 

den sogenannten 3D-Druck im 

Metallpulverbett. Durch schichtweisen 

Aufbau aus Werkzeugstahlpulver 

können Formeinsätze mit 

konturnaher Temperierung erzeugt 

werden, einteilig und mit nahezu 

jeglichem Design, was den 

Kühlungsverlauf betrifft. Quasi 

durch „Bohren um die Ecke“ können 

strömungsgünstige Kühlkanäle 

überall dort an die Oberflächenbereiche 

herangeführt werden, wo 

Wärme effektiv zu- oder abgeführt 

werden muss. Die typischen Restwandstärken 

zwischen Temperierkanal 

und Werkzeugwand liegen je 

nach Anwendung bei ca. 1,5 mm 

bis 8 mm. Die Kanaldurchmesser 

selbst reichen ebenfalls von ca. 

1 bis 8 mm. Selbst dünne zylindrische 

Formkerne oder Rippenkerne 

Angussverteiler für den Druckguss: vollflächig temperiert 

durch drei parallele Kühlkanäle. 

Bild: Trumpf 

können somit durch eine additiv 

hergestellte Temperierung vor 

Wärmestau bewahrt werden, da 

die Wärme lediglich die Restwandstärke 

durch Wärmeleitung durchläuft 

und dann sofort über das 

Temperiermedium aus dem Werkzeug 

herausgeführt wird. 

Die Erfahrungswerte zeigen, dass 

das Temperiermedium sich dabei 

in aller Regel kaum über 1 K zwischen 

Ein- und Austritt erwärmt, 

sodass der Werkzeugwand eine 

sehr gleichmäßige Temperatur aufgeprägt 

wird. Sofern in den Werkzeugen 

verschiedene Temperiertechnologien 

im Mix eingesetzt 


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werden (typischerweise konventionelles 

Bohren und additiv gefertigte 

Teileinsätze) ist darauf zu achten, 

dass die verschiedenen Temperierkreise 

so aneinander angepasst 

werden, dass letzten Endes wiederum 

eine möglichst homogene 

Werkzeugwandtemperatur über 

das Werkzeug als Ganzes vorliegt. 

Der mögliche Erfolg einer additiv 

hergestellten Temperierung lässt 

sich im Vorfeld mittels Füllsimulationen 

plausibel abschätzen, die 

auch Hinweise auf die zu erwartenden 

Zykluszeiten und Teileverzüge 

liefern. Darüber hinaus sind 

Strömungssimulationen immer 

dann hilfreich, wenn sich mehrere 

parallel geschaltete Teilkanäle in 

konturnah temperierter Formeinsätze 

sind Vorbehalte seitens der 

Anwender bezüglich Verstopfen 

der Kanäle und Lebensdauer der 

Einsätze. Ersteres kann zum einen 

durch geeignete konstruktive Ausführung 

der Temperierkanäle auf 

ein potenzielles Minimum beschränkt 

werden, im Wesentlichen 

ist aber im Betrieb auf optimale 

Wasserqualität und eine penible 

Wartung und Pflege der Werkzeuge 

zu achten. Um nicht das gesamte 

Wasser der Spritzerei/Gießerei 

aufbereiten zu müssen, empfehlen 

sich separate Temperiergeräte, die 

ausschließlich die additiv gefertigten 

Einsätze versorgen. Der angenehme 

Zusatzeffekt: ein einfaches 

Faseranteil von ca. 20 %. Gleiches 

gilt für Materialien und Verarbeitungszustände 

derselben, die 

durch Säurebildung die Werkzeugeinsätze 

angreifen würden, auch 

hier ist eine geeignete Beschichtung 

ein Muss. Sonderfälle bezüglich 

der Lebensdauer stellen zum 

Teil Aluminium-Druckgussanwendungen 

dar, da hier optimal gekühlte 

Formeinsätze aufgrund signifikant 

niedrigerer Oberflächentemperaturen 

tendenziell zu eher 

höheren Standzeiten bei gleichzeitig 

weniger Brandrissen tendieren. 

Als Nebeneffekt treten zudem weniger 

Anklebungen von Aluminium 

auf den Formteilen auf, was zu 

höheren Werkstückqualitäten und 

Bild: Trumpf 

Bild: Trumpf 

Konturnah temperierter Schieber. 

Angussbuchse mit Konturbereichen: gedruckt, partiell 

gefräst und als Kühlkanalmodell. 

einem Formeinsatz befinden, um 

die Gleichmäßigkeit des Wärmeabtransports 

zu gewährleisten. Mit 

zunehmendem Erfahrungsschatz 

seitens der Konstruktion tritt die 

Strömungssimulation aber zumeist 

in den Hintergrund, während Füllsimulationen 

stets sinnig sind, um 

den Mehraufwand für den Einsatz 

der additiven Technologie zu 

rechtfertigen. 

Vorbehalte 

und Lösungen 

Das derzeit größte Hemmnis für 

eine breite Marktdurchdringung 

Anpassen der optimalen Temperatur 

des Mediums an die jeweilige 

Aufgabenstellung. 

Die Vorbehalte bezüglich Standzeit 

der Werkzeugeinsätze, heute üblicherweise 

aus 1.2709 additiv gefertigt, 

sind größtenteils unbegründet. 

Sofern im Spritzguss Materialien 

verarbeitet werden, die nicht 

zu abrasivem Verschleiß der Werkzeuge 

führen, sind Standzeiten bis 

über die üblichen 1 Mio. Schuss 

machbar. Beim Einsatz von 

(glas-)faserverstärkten Kunststoffen 

ist das Material 1.2709 mit einer 

geeigneten Beschichtung zu 

versehen, üblicherweise ab einem 

weniger Wartungsaufwand der 

Werkzeuge führt. 

Zusammenfassend lässt sich festhalten, 

dass additiv gefertigte 

Werkzeuge mit konturnaher Temperierung 

den Endkunden großes 

Potenzial hinsichtlich der Optimierung 

ihrer Prozesse bieten – Sorgfalt 

bei der Auslegung und später 

■ 

im Betrieb vorausgesetzt. 

Trumpf GmbH + Co. KG 

www.trumpf.com 


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FREIFORMSCHMIEDEN UND SELEKTIVES LASERSCHMELZEN 

Metall-3D-Druck in einer 

ganzheitlichen Prozesskette 

Die zunehmende Akzeptanz und Verwendung des 3D-Drucks mit 

Metall für die Herstellung von funktionalen Bauteilen führt zu steigenden 

Ansprüchen an die Produktionsprozesse. Es ist das Ziel der 

Rosswag GmbH, diesen Anforderungen entsprechend gerecht zu 

werden. In der ganzheitlichen und firmeninternen Prozesskette werden 

deshalb beispielsweise hybride Fertigungsprozesse entwickelt, 

bei der hochfeste Schmiedekomponenten mit funktionsoptimierten, 

additiven Strukturen ergänzt werden. 

Bild: Rosswag 

Bild: Rosswag 

Der ForgeBrid: Kombination aus Umformtechnik 

und Additiver Fertigung. 

Metallpulverherstellung aus Schmiederesten für hybride 

Fertigungsprozesse oder Materialentwicklungen. 

Der Autor 

Gregor Graf, 

Head of 

Engineering, 

Rosswag GmbH. 

Der Metall-3D-Druck als innovatives 

Fertigungsverfahren ist seit 

einigen Jahren nicht mehr wegzudenken 

und erlebt weiterhin einen 

ungebremsten Hype, der sich mitnichten 

nur noch auf Prototypenteile 

beschränkt, sondern mehr 

und mehr auch in der Serie ankommt. 

Umso deutlicher werden 

jedoch auch Entwicklungspotenziale 

erkennbar, die es noch auszuschöpfen 

oder gar erst zu erschließen 

gilt. 

Derzeit sind speziell massive Bauteile 

mit großen Volumen mit dem 

additiven Fertigungsverfahren selektives 

Laserschmelzen noch 

nicht wirtschaftlich herstellbar. 

Ein weiteres Problem besteht bei 

der additiven Herstellung von sicherheitsrelevanten 

und stark beanspruchten 

Bauteilen aufgrund 

noch nicht vorhandener Spezifikationen 

hinsichtlich der nachweisbaren 

Belastbarkeit. 

Großvolumige Bauteile 

schmieden 

Bei diesen prozessbedingten Nachteilen 

können umformende Fertigungsverfahren 

wie das Schmieden 

punkten. Damit können kostengünstig 

auch großvolumige Bauteile 

hergestellt werden, welche zudem 

noch ausgezeichnete mechanisch-technologische 

Eigenschaften 

bei statischen und dynamischen 

Belastungen aufweisen. Innenliegende 

Geometrien, beispielsweise 

für komplexe Kanalstrukturen, 

können über diese Fertigungsroute 

allerdings nicht abgebildet 

werden. Dies ist wiederum die 

Paradedisziplin der Additiven Fertigung. 

Allgemein zeigt sich auch speziell 

bei einem Blick auf das verfügbare 

Werkstoffangebot im Bereich des 

Metall-3D-Drucks, dass es deutliche 

Unterschiede im Vergleich zum 

umfangreichen Materialportfolio 

bei konventionellen Fertigungsverfahren 

gibt. Beispielsweise stehen 


Promotion 


nur etwa 10 qualifizierte Stahlwerkstoffe 

für den 3D-Druck, den 

industrieübergreifend mehr als 

2500 verschiedenen Stahllegierungen 

entgegen. Hieraus ergibt sich 

der Bedarf nach einer schnellen Erweiterung 

der Werkstoffvielfalt für 

additive Fertigungsverfahren. 

GUTE BAUTEILE 

können nur durch die richtige Kombination aus Fertigungsprozessen, Materialien 

und Qualitätssicherungsmethoden produziert werden.“ 

Gregor Graf, Head of Engineering, Rosswag GmbH 

Tradition trifft Innovation 

Durch die weltweit einmalige, 

ganzheitliche Prozesskette bei 

Rosswag ist es gelungen, umfangreiche 

Synergieeffekte zwischen 

dem traditionellen Geschäftsfeld 

der Freiformschmiedetechnik und 

dem Metall-3D-Druck herzu - 

stellen. 

Die Kombination der beiden Produktionsprozesse 

Freiformschmieden 

und selektives Laserschmelzen 

ermöglicht es, die Nachteile der 

einzelnen Verfahren zu umgehen. 

Dazu wird das jeweilige Ferti- 

dung, die ähnliche Festigkeiten wie 

der Schmiedegrundkörper aufweist. 

Belastbarkeit des 

Bauteils erhöhen 

Der so hergestellte Schmiede- 

SLM-Hybrid ForgeBrid bietet die 

Möglichkeit, auch massive Bauteile 

mit funktionalen Merkmalen 

auszustatten, die nur mittels additiven 

Fertigungstechnologien realisiert 

werden können. Vor allem in 

düsungsanlage zu feinkörnigem 

Metallpulver verarbeitet. Der Metallschrott 

wird in einem Tiegel 

aufgeschmolzen und durch eine 

Düse mit einem zielgerichteten 

Inertgasstrom zerstäubt. Anschließend 

erstarrt die tropfenförmige 

Schmelze im Fallturm zu einem 

sphärischen Metallpulver, welches 

nach der Aufbereitung in additiven 

Fertigungsanlagen verarbeitet werden 

kann. 

Durch die hauseigene Verdüsungsanlage 

in Verbindung mit dem 

Materialverfügbarkeit im Vergleich 

Eingeschränkte 

Materialvielfalt 

in der additiven 

Fertigung. 

Bild: Rosswag 

gungsverfahren nur in dem Geometrieelement 

genutzt, für das es 

technisch und wirtschaftlich geeignet 

ist. Ein Grundkörper wird 

konventionell geschmiedet und anschließend 

spanend für den Fügeprozess 

vorbereitet. Auf eine ebene 

Fläche wird im nachfolgenden 

Prozessschritt mittels selektivem 

Laserschmelzen die gewünschte 

Geometrie aufgebaut. Der optimierte 

Faserverlauf der geschmiedeten 

Geometrieelemente weist 

ideale mechanisch-technologische 

Eigenschaften gerade im Hinblick 

auf die Dauerschwingfestigkeit 

auf. Bei dem additiven Aufbau entsteht 

eine stoffschlüssige Verbinden 

Bauteilelementen, die hohe 

Anforderungen an die dynamische 

Festigkeit aufweisen, können geschmiedete 

Grundkörper die Belastbarkeit 

des Bauteils erhöhen. 

Die eher statisch beanspruchten 

Teilsegmente werden dann additiv 

so gefertigt, dass daraus wettbewerbsentscheidende 

technische 

Mehrwerte resultieren, welche 

durch konventionelle Fertigungsverfahren 

nicht realisierbar sind. 

Die beim Sägen und Schmieden 

entstehenden Reststücke können 

für die Additive Fertigung nutzbar 

gemacht werden und zur Rohstoff - 

effizienz der Prozesskette beitragen. 

Dazu werden sie in einer Vervielfältigen 

Werkstofflager der 

Rosswag GmbH können effizient 

neue Qualifizierungsprozesse für 

die Additive Fertigung durchgeführt 

werden. Das firmeninterne, 

materialwissenschaftliche Knowhow 

in Verbindung mit der ganzheitlichen 

Prozesskette ermöglicht 

somit die schnelle Qualifizierung 

neuer Werkstoffe und befähigt den 

Einsatz der additiven Fertigungsverfahren 

für neue Branchen und 

■ 

innovative Anwendungen. 

Rosswag GmbH 

www.rosswag-engineering.de 


Promotion 


▶ 

HERMLE MPA-TECHNOLOGIE 

Metallische Multimaterial- 

Bauteile additiv gefertigt 

Die additive Fertigung schafft neue Freiräume bei der geometrischen 

Gestaltung von Bauteilen und sprengt die Grenzen konventioneller 

Fertigungsmethoden. Das Hermle MPA-Auftragsverfahren 

für Metallpulver ermöglicht darüber hinaus die Kombination unterschiedlicher 

Materialien innerhalb eines Bauteils, wie zum Beispiel 

Kupferelemente in einem Stahlkörper für einen effizienten Wärmetransport. 

Bild 1: Auftrag einer Stahlschicht 

über eine verfüllte Kühlkanalgeometrie 

im MPA-Verfahren. 

Bild: Hermle 

Der Autor 

Rudolf Derntl, 

Geschäftsführer, 

Hermle Maschinenbau 

GmbH. 

Die Maschinenfabrik Berthold 

Hermle AG, Hersteller von Fräsmaschinen 

und Bearbeitungszentren, 

gilt als Experte für die Zerspanung. 

Zugleich verfügt sie mit 

mehr als zehn Jahren Erfahrung 

und mehreren Hundert erfolgreichen 

Kundenprojekten über ein 

umfangreiches Know-how im Bereich 

der additiven Fertigung mit 

Metallen. Grundlage ist dabei ein 

innovatives und vielseitiges Auftragsverfahren: 

die Hermle MPA- 

Technologie. 

Die MPA-Technologie steht für 

den Auftrag von Metallpulvern 

(MPA = Metall Pulver Auftrag) auf 

der Basis eines thermischen Spritzverfahrens, 

das speziell für den 

Aufbau großvolumiger Bauteilkomponenten 

optimiert wurde. Im 

Gegensatz zu vielen anderen additiven 

Techniken kommt beim 

MPA-Verfahren kein Laser zum 

Einsatz. Das Metallpulver wird 

vielmehr mittels eines energiereichen 

Gasstromes über eine Düse 

beschleunigt. Beim Aufprall auf einem 

Substrat kommt es dann aufgrund 

plastischer Verformung zu 

einer Anhaftung der Partikel und 

somit zur Bildung einer neuen Materialschicht. 

Weder die Pulverpartikel 

noch das Substrat werden bei 

diesem Prozess aufgeschmolzen. 

So entsteht ein dichtes Metallgefüge 

mit relativ geringen Spannungen 

auch bei massiver Bauweise. 

Für die Fertigung von Bauteilen 

wurde die MPA-Auftragseinheit in 

ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum 

von Hermle integriert (Bild 1). Mit 

dem hybriden Maschinenkonzept 

werden Materialauftrag und Zerspanung 

zu einem Fertigungsschema 

kombiniert, das die komplette 

Bearbeitung des Bauteils in nur einer 

Aufspannung in der Maschine 

möglich macht. Die Drehachsen 

der Maschine erlauben eine dynamische 

Ausrichtung der Bauteil - 

oberfläche zur Düse hin und machen 

so den Materialaufbau auch 

auf Freiformflächen möglich. So 

können bereits vorgefertigte Rohlinge 

um additiv gefertigte Komponenten 

ergänzt werden. 


Promotion 


Unterschiedliche 

Metalle verbinden 

Eine der herausragenden Stärken 

des MPA-Verfahrens ist die Möglichkeit, 

unterschiedliche Materialien 

in einem Bauteil zu kombinieren. 

Neben diversen Stählen, Eisen 

und Kupfer steht dabei auch ein 

wasserlösliches Füllmaterial zur 

Herstellung von Kanälen und anderen 

Kavitäten zur Verfügung. 

Im Werkzeug- und Formenbau 

kann man die Materialkombinationen 

beispielsweise zur Kühlung 

bzw. Temperierung von Funktionsflächen 

einsetzen. So bietet die Integration 

von Kupferelementen in 

einem Werkzeugstahlkörper die 

Möglichkeit einer stark verbesserten 

Wärmeleitung im Bauteil. 

Zur Herstellung eines solchen 

Werkzeugs beginnt man mit einem 

passenden Halbzeug aus Stahl, in 

das man die Geometrien der einzubettenden 

Kupferelemente fräst 

(Bild 2). 

Diese werden dann durch Auftrag 

von Kupferpulver über die Düse 

gefüllt. Überschüssiges und über 

die Kupfergeometrie hinaus auf - 

getragenes Material wird durch 

anschließendes Überfräsen der 

Oberfläche entfernt. Auf das so 

präparierte Bauteil wird dann die 

Deckschicht aus Stahl aufgetragen 

und das zuvor aufgetragene Kupfer 

wird eingeschlossen. Um der 

unterschiedlichen Wärmeausdehnung 

der beiden Materialien Rechnung 

zu tragen, muss während 

des Fertigungsprozesses ein exakter 

Temperaturverlauf eingehalten 

werden. In der anschließenden 

Wärmebehandlung wird der Stahl 

auf seine gewünschte Zielhärte gebracht. 

Nun können die finalen Konturen 

in das Bauteil gefräst werden. Analog 

zur Kupfer-Stahl-Kombination 

können auch Bauteile mit konturnahem 

Kühlkanal gefertigt werden. 

Anstelle des Kupfers wird 

dann ein wasserlösliches Füllmaterial 

verwendet, das ebenfalls mit 

der MPA-Auftragseinheit in die 

Kanalgeometrie gespritzt wird. 

Nach Fertigstellung des Bauteils 

kann der Kühlkanal angebohrt 

und das Füllmaterial herausgelöst 

werden. 

Bild 3: Wärme - 

leitung durch die 

Kombination von 

Kupferelementen mit 

einem Kühlkanal. 

Bild: Hermle 

Bild: Hermle 

Bild 2: Fertigungsstadien 

einer Vorkammerbuchse 

aus 

Werkzeugstahl 

mit integrierten 

Kupferelementen. 

Kombination 

der Wärmeleiter 

Die beiden Wärmeleiter – Kupferelemente 

und Kanäle – können 

auch kombiniert werden, um zum 

Beispiel Wärme aus geometrischen 

Engstellen im Bauteil über Kupferelemente 

zum Kanal hinzuführen 

und über die Kühlflüssigkeit dann 

aus dem Bauteil zu bringen (Bild 

3). Der Fertigungsprozess beinhaltet 

dann drei additiv aufzutragende 

Materialien und ist dementsprechend 

komplexer. 

Die Vorteile solcher Multimaterial-Bauteile 

konnten bereits in zahlreichen 

Kundenprojekten unter 

Beweis gestellt werden, seien es gekühlte 

Vorkammer- oder Angussbuchsen 

für den Kunststoff-Spritzguss, 

große Werkzeuge mit konturnaher 

Kühlung zur Blechumformung, 

heizbare Einsätze im Anlagenbau 

oder Aluminium-Kupfer- 

Bauteile für Raumfahrtprojekte. 

Diese Erfahrung treibt uns an, die 

vielfältigen Möglichkeiten der additiven 

Fertigung mit der MPA- 

Technologie weiter auszuloten. ■ 

Hermle Maschinenbau GmbH 

www.hermle-generativ-fertigen.de 


Promotion 


▶ 

METALL-LASERSINTERN: KOMPLEXE GEOMETRIEN UND GERINGES GEWICHT 

Fertigungsgerechte Teile - 

konstruktion im Metall-3D-Druck 

Der Metall-3D-Druck boomt, denn mit diesem Verfahren werden 

Metallteile schnell und kostengünstig innerhalb kurzer Zeit produziert. 

Durch die besonderen Vorteile von DMLS lassen sich hochkomplexe 

Geometrien mit einem cleveren und durchdachten Design 

realisieren. Doch was genau muss beachtet werden? Wo liegen die 

Grenzen? Und wie muss das Design der Teile aussehen? 

Der Metall- 

3D-Druck ist 

das führende additive 

Verfahren 

zur Herstellung 

von Prototypen 

aus Metall. 

Bild: Protolabs 

haben die Bauteile darüber hinaus 

weniger Gewicht; dies ist besonders 

für Leichtbauanwendungen 

interessant. Zudem lassen sich die 

Gesamtkosten drastisch reduzieren, 

denn Werkzeug- und Programmkosten 

fallen bei der Fertigung 

mit DMLS weg. 

DMLS-Prozess 

Der Autor 

Christoph Erhardt, 

Manager Additive 

Manufacturing 

Metal, 

Proto Labs GmbH. 

Das additive Metall-Lasersintern 

(DMLS, Direct Metal Laser Sintering) 

ist das führende additive Verfahren 

zur Herstellung von Prototypen 

aus Metall und eignet sich 

besonders für den Einsatz mit Metallen 

wie Inconel, Aluminium, Titan 

und Edelstahl. Es ermöglicht 

eine schnelle und kostengünstige 

Herstellung voll funktionsfähiger 

Prototypen und Produktionsteile 

aus Metall innerhalb von wenigen 

Tagen. 

Typische Anwendungsfälle sind 

beispielsweise Sonderanfertigungen 

wie medizinische Implantate 

oder Sonderlösungen im Maschinenbau, 

die Prototypenherstellung 

von Blechteilen, Gehäusen oder 

Vorrichtungen sowie die Fertigung 

von Ersatzteilen, wenn Werkzeuge 

oder Daten von veralteten Bauteilen 

nicht mehr vorhanden oder zugänglich 

sind. Auch die Serienfertigung 

von hochkomplexen Bauteilen 

ist mittels Metall-3D-Druck 

möglich. 

Durch eine Vielzahl von Vorteilen 

wird dieses Verfahren immer beliebter: 

Mit DMLS ist die Fertigung 

komplexer Geometrien möglich, 

die nicht fräsbar oder mit 

konventionellen Methoden herstellbar 

sind. Außerdem ist es 

durch die Freiheit des Fertigungsverfahrens 

möglich, Baugruppen 

zu vereinfachen – so wird beispielsweise 

statt vier Komponenten 

nur eine einzige benötigt. 

Durch intelligente Konstruktionen 

Eine DMLS-Maschine besteht aus 

einem Drei-Kammersystem: Dieses 

setzt sich zusammen aus der Kammer, 

in der das lose Pulver bevorratet 

ist, aus der Baukammer sowie 

der Kammer für den Überfluss, 

wo überschüssiges Pulver hineingetragen 

wird. Zunächst beginnt 

die DMLS-Maschine den 

Fertigungsprozess mit dem Aufschmelzen 

der verschiedenen 

Schichten, zuerst der Stützkonstruktionen 

an der Grundplatte 

und anschließend des Bauteils 

selbst. Eine erste Materialschicht 

wird aufgetragen und mithilfe eines 

Lasers aufgeschmolzen. Dabei 

senkt sich das Niveau in der Baukammer 

ab, während es im Pulverzufuhrbehälter 

ansteigt. Nachdem 

die erste Schicht aufgeschmolzen 

wurde, wird eine weitere Pulver- 


Promotion 


Herausforderungen 

im Fertigungsprozess 

können durch 

ein intelligentes 

Teiledesign bewältigt 

werden. 


schicht aufgetragen und der Laser 

beginnt erneut mit der Aufschmelzung. 

Dieser Prozess wird schichtweise 

wiederholt, bis das Bauteil 

fertiggestellt ist. 

Zum Schluss werden die Teile aus 

dem Pulverbett entpackt und gereinigt, 

um loses Pulver zu entfernen. 

Anschließend werden sie einer 

Wärmebehandlung unterzogen, 

während sie weiter durch Stützkonstruktionen 

fixiert sind, um 

Spannungen abzubauen. Zuletzt 

werden die Bauteile von der Plattform 

genommen, die Stützkonstruktionen 

entfernt und zur finalen 

Bearbeitung verschliffen und 

sandgestrahlt. Die finalen Bauteile 

verfügen über eine Dichte von fast 

100 %. 

Herausforderungen im 

Prozess 

Im DMLS-Prozess müssen die 

Stützstrukturen bzw. Supports berücksichtigt 

werden. Diese sind 

unabdingbar, denn die Bauteile 


müssen fest mit einer Trägerplattform 

verbunden sein, um neu aufgeschmolzene 

Flächen zu unterstützen. 

Grund dafür ist, dass die 

im Prozess entstehende Wärme 

von bis zu 1.660 °C über die Stützen 

abgeleitet werden muss. Die 

Wärme führt beim Material zudem 

zu internen Spannungen. Die 

Stützstrukturen halten diese Spannungen 

während des Fertigungsprozesses, 

um Verformungen der 

Bauteile während des Prozesses zu 

vermeiden oder zu reduzieren. 

Durch eine gute Designpraxis können 

Stützstrukturen auf ein Minimum 

reduziert werden, um Material, 

Zeit und Kosten zu sparen. 

Im Fertigungsprozess gibt es weitere 

Herausforderungen, denn es 

müssen geometrische Rahmenbedingungen 

eingehalten werden, 

um ein ideales Design zu erzielen. 

Die Wandstärken dürfen beispielsweise 

einen Millimeter nicht unterschreiten, 

denn je dünner die 

Wandstärke ist, desto weniger 

hoch kann gebaut werden. Der 

Eine DMLS-Maschine 

besteht 

aus einem Drei- 

Kammersystem. 

Grund ist, dass die Leistung und 

Wärme bei der Aufschmelzung 

nicht mehr abgeführt werden können 

und das Material dadurch 

nicht mehr sauber baut. Um daraus 

resultierende Baufehler und 

Lochbildungen zu vermeiden, sollte 

das Minimum der Wandstärke 

unbedingt eingehalten werden. 

Auch erhabene und vertiefte Details 

sollten mindestens 0,5 mm 

hoch bzw. tief und breit sein, um 

klare Abbildungen oder Beschriftungen 

zu erhalten bzw. scharfe 

Kanten darzustellen. 

Auch Hohlräume können mit dem 

Fertigungsverfahren hergestellt 

werden. Diese sind prozessbedingt 

immer mit Pulver gefüllt, welches 

am Ende wieder abgeführt werden 

muss. Dafür werden Austrittslöcher 

mit mindestens Ø 4,0 mm bei 

einem Austrittsloch und Ø 2,0 mm 

bei zwei oder mehreren Austrittslöchern 

benötigt. 

Die Herausforderungen, die der 

Fertigungsprozess mit sich bringt, 

können durch ein intelligentes Teiledesign 

bewältigt werden. Aufgrund 

dessen stehen die 

3D-Druck-Spezialisten von Protolabs 

jederzeit bereit, um mit Interessierten 

das individuell optimale 

Design für ihre Bauteile zu diskutieren 

und 

■ 

umzusetzen. 

Proto Labs GmbH 

www.protolabs.de 


Sich das Prozessverständnis für den 

3D-Druck anzueignen, kann mehrere 

Jahre dauern Bild: jean song/Fotolia 

Qualitätssicherung in der additiven Fertigung 

Gesamte Prozesskette im Visier 

Die additive Fertigung stellt eine Herausforderung für die Qualitätssicherung 

dar. Die Zahl der Einflussfaktoren ist groß und Unternehmen 

müssen immer den kompletten Prozess betrachten. Die Experten, 

die auf dem zweiten Fachforum von QE und Fraunhofer IPA 

sprachen, erläutern, worauf Unternehmen achten müssen und welche 

Technologien sich zur Kontrolle eignen. 

Autor: Markus Strehlitz, Redaktion Quality Engineering 

■■■■■■ Die Frage der Qualitätssicherung in der additiven 

Fertigung ist komplex. Eine eindeutige Bewertung 

der qualitätsbeeinflussenden Faktoren sei nur dann 

sinnvoll, wenn diese verfahren-, prozess- und produktklassenspezifisch 

erfolge, meint Simina Fulga-Beising, 

Senior Scientist in der Abteilung Bild- und Signalverarbeitung, 

am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik 

und Automatisierung (IPA). 

„Unabhängig von den additiven Verfahren gibt es 

unzählige Faktoren die gleichzeitig einen direkten Einfluss 

auf die Qualität der gefertigten Bauteile haben“, so 

Fulga-Beising. Die Faktoren könnten in vier Kategorien 

eingeordnet werden: Daten (zum Beispiel Datenqualität), 

Equipment (zum Beispiel Kalibrierung), Material 

(zum Beispiel Fließfähigkeit) und Produktion (zum Beispiel 

Prozessparameter). 

Ändert sich ein Faktor dieser Kategorien, stellt sich 

laut Fulga-Beising die Schlüsselfrage, wie alle anderen 

angepasst werden müssen, um eine wiederholbare Qualität 

erreichen zu können. „Diese Frage kennt bis heute 

keine technische oder wissenschaftliche Antwort.“ 

Fest steht, Fallstricke lauern entlang des gesamten 

Prozesses. Und es ist nicht einfach, sich das notwendige 

Prozessverständnis anzueignen. „Im Vergleich zu konventionellen 

subtraktiven Methoden braucht es mitunter 

mehrere Jahre, um dieses aufzubauen“, berichtet 

Robert Zarnetta, Senior Director, Business Sector 

Manufacturing & Assembly bei Carl Zeiss Microscopy. 

Wichtig ist eine ganzheitliche Sicht. „Um Qualitätssicherung 

in der additiven Fertigung realisieren zu können, 

muss die gesamte Prozesskette betrachtet werden – 

vom angelieferten Material bis zum gefertigten Produkt“, 

erklärt Patrick Springer, Gruppenleiter in der Abteilung 

Additive Fertigung am Fraunhofer IPA. 

Während beispielsweise Materialien mit bekannten 

Verfahren charakterisiert werden könnten, stellten sich 

in der additiven Fertigung neue Herausforderungen hinsichtlich 

der Sicherung von Qualität. „Zum einen wer- 


Qualitätssicherung SPECIAL 

den durch den additiven Fertigungsprozess direkt die 

Bauteileigenschaften beeinflusst“, so Springer. „Zum 

anderen besteht der Anspruch der additiven Fertigung 

darin, hoch komplexe Einzelteile in der geforderten 

Qualität herstellen zu können.“ 

Losgrößen sind zu klein 

Bei der Optimierung des Qualitätsniveaus sieht Steffen 

Hachtel die größten Herausforderungen. „Während bei 

der konventionellen Fertigungstechnik die meist iterativen 

Optimierungsschritte auf die Serie umgelegt werden, 

führt dies durch die Losgrößen der additiv gefertigten 

Bauteile zu Steigerungen von Kosten und Durchlaufzeiten“, 

berichtet der Geschäftsführer der Hachtel 

Gruppe. 

Ein weiteres Hindernis ist seiner Meinung nach die 

teils fehlende Reproduzierbarkeit der Bauverfahren. 

„Die Hauptaufgabe besteht darin, stabile Fertigungstieren 

und Zusammenhänge zwischen den einzelnen 

Prozessschritten aufdecken. 

Ein besonders wichtiger Einflussfaktor ist das Material 

– also das Pulver. „Bei den pulverbettbasierten additiven 

Fertigungsverfahren mit Kunststoffen ist einer der 

entscheidenden Prozessschritte die Applikation des Pulvers 

auf dem Baufeld“, erklärt Manfred Schmid, Leiter 

R&D SLS, am Innovation Center for Additive Manufacturing 

Switzerland der ETH Zürich. Dies gelte sowohl 

für Laser Sintern (LS) als auch für Multijet-Fusion 

(MJF). 

„Die Qualität des Pulverbetts hinsichtlich Dichte 

und Oberflächen determiniert zu einem großen Teil die 

Qualität des Bauteils“, erläutert der Experte. „Aus einem 

ungenügenden Pulverbett können keine fehlerfreien 

Bauteile erwartet werden.“ Damit das Pulverbett 

aber die gewünschte Qualität aufweist, müssen laut 

„Während bei der konventionellen 

Fertigungstechnik 

die meist iterativen 

Optimierungsschritte 

auf die Serie umgelegt 

werden, führt dies durch 

die Losgrößen der additiv 

gefertigten Bauteile 

zu Steigerungen von 

Kosten und Durchlaufzeiten“, 

sagt Steffen 

Hachtel Bild: Hachtel 

Mit der additiven Fertigung 

stellen sich neue 

Herausforderungen, 

meint Patrick Springer. 

„Zum einen werden 

durch den additiven Fertigungsprozess 

direkt 

die Bauteileigenschaften 

beeinflusst. Zum anderen 

besteht der Anspruch 

der additiven 

Fertigung darin, hoch 

komplexe Einzelteile in 

der geforderten Qualität 

herstellen zu können“ 

Bild: Fraunhofer IPA 

prozesse zu bekommen und die Haupteinflussgrößen 

der Bauparameter auf die Qualität zu ermitteln. Nur 

dann ist es möglich, Optimierungen gezielt durchzuführen. 

Dabei müssen diese Einflussgrößen jeweils geometrieübergreifend 

für einzelne Prozesse und Anlagen spezifisch 

erarbeitet werden.“ 

Da die Einflussgrößen so vielfältig sind, ist es wichtig, 

diese zentral zusammenzuführen und miteinander 

zu korrelieren. Einzelne Messungen seien nicht genug, 

meint Zarnetta. „Gemeinsam mit unseren Kunden haben 

wir daher einen integrierten Prozess zur Qualitätssicherung 

entwickelt“, so der Experte. „Das heißt, wir 

können die relevanten Messdaten der verschiedenen 

Prozessschritte in einem System sammeln und visualisieren.“ 

So ließe sich die Qualität jedes Bauteils dokumen- 

Schmid die Fließfähigkeit und die Fluidisierbarkeit des 

Pulvers auf den Beschichtungsprozess abgestimmt sein. 

Neben der Pulververteilung spielen hier auch die Oberflächen 

der einzelnen Pulverpartikel und deren Sphärizität 

eine erhebliche Rolle. 

Um die Qualität des daraus dann entstandenen Bauteils 

zu prüfen, hat sich mittlerweile die Computertomographie 

(CT) als wichtiges Werkzeug etabliert. Denn additiv 

gefertigte Teile zeichnen sich häufig durch innen 

liegende Strukturen aus. Schließlich ist dies einer der 

Vorteile des 3D-Drucks. Mithilfe der CT ist es möglich, 

diese Bauteile zerstörungsfrei zu prüfen. Daneben lässt 

sich mit CT auch die Maßhaltigkeit der Oberflächen beurteilen. 

Professor Wenzel-Schinzer, Geschäftsführer 

von Wenzel, empfiehlt, auch dafür die Technologie zu 

nutzen. „In der Verwendung als Koordinatenmessgerät 

setzt sich die CT gerade durch und bietet die Möglich- 


SPECIALQualitätssicherung 

keit, nahezu beliebige Geometrien schnell, genau und 

komplett zu erfassen.“ 

Lennart Schulenburg, Vetriebs- und Marketing-Chef 

bei Visiconsult, hält die CT derzeit sogar alternativlos 

für die Prüfung additiver Bauteile. Die Maßhaltigkeit 

der Bauteile zu beurteilen und gleichzeitig innen liegende 

Strukturen wie Lattice oder Honeycomb zu vermessen, 

sei ausschließlich mit der CT möglich. „Kein anderes 

zerstörungsfreies Prüfverfahren erfüllt diese Anforderungen 

vollumfänglich“, stellt Schulenburg klar. 

Im Gegensatz zur Computertomographie dient die 

optische Tomographie (OT) dazu, den Prozess zu überwachen 

– genauer gesagt, den Schweißprozess einer 

SLM-Anlage. Dafür zeichnet ein autarkes Kamerasystem 

den gesamten Prozess im nahen Infrarotbereich auf 

und erzeugt für jede gebaute Schicht ein oder mehrere 

Grauwertbilder. Die Bilder können einzeln oder als Bildstapel 

in 3D analysiert werden. „Der größte Vorteil ist 

dabei die von der SLM-Anlage unabhängige Datenerfassung, 

welche dazu genutzt wird, um systematische 

Das gilt auch im Bereich der additiven Fertigung. So 

gibt die DIN SPEC 17071 den Unternehmen einen Leitfaden 

für qualitätsgesicherte Prozesse bei additiven Fertigungszentren. 

Die Norm wird voraussichtlich im April 

dieses Jahr veröffentlicht. 

Technologiespezifischer Qualitätsmanagementansatz 

Um sicherzustellen, dass Zulieferer immer den aktuellen 

Stand der Technik und alle aktuellen Normen und Standards 

berücksichtigen, sei aber ein enormer Aufwand 

erforderlich, warnt Gregor Reischle, Head of Additive 

Manufacturing beim TÜV Süd. „Um hier keine Unübersichtlichkeit 

und damit eine für alle Stakeholder nachteilige 

Situation zu erreichen, ist ein technologiespezifischer 

Qualitätsmanagementansatz speziell für additiv 

gefertigte Bauteile sinnvoll“, so sein Rat. Im Idealfall 

basiere dieser auf einer international akzeptierten Norm 

„Um sicherzustellen, 

dass Zulieferer immer 

den aktuellen Stand der 

Technik und alle aktuellen 

Normen und Standards 

berücksichtigen, 

ist ein enormer Aufwand 

erforderlich“, 

warnt Gregor Reischle 

vom TÜV Süd 

Bild: TÜV Süd 

„Eine Charakterisierung 

des Schweißprozesses 

mit hoher Ortsauflösung 

in Realzeit über 

das gesamte Volumen 

eines additiv hergestellten 

Bauteils ist derzeit 

nur mit der Optischen 

Tomographie möglich“, 

so Anian Gögelein von 

MTU Aero Engines 

Bild: MTU Aero Engines 

Kenngrößen wie Streckenenergie, Hatch-Abstand und 

die Bauteilgeometrie über den gesamten Bauraum zu erfassen“, 

erklärt Anian Gögelein, Verfahrensspezialist für 

optische Tomographie bei MTU Aero Engines. „Mit 

Hilfe der OT-Bilder können aber auch lokale Abweichungen 

des Schweißprozesses, wie zum Beispiel 

schmauchinduzierte Laserdefokussierung, was wiederum 

zu Lagenbindefehlern führen kann, detektiert werden.“ 

Eine Charakterisierung des Schweißprozesses mit 

hoher Ortsauflösung in Realzeit über das gesamte Volumen 

eines additiv hergestellten Bauteils ist laut Gögelein 

derzeit nur mit der OT möglich. 

Neben der Technik spielen immer auch Normen eine 

wichtige Rolle, wenn es um die Qualitätskontrolle geht. 

und damit auf einem breiten Konsens in der Expertenwelt. 

Auch aus Sicht der Produkthaftung gibt es einiges zu 

beachten. Darauf verweist Rechtsanwalt Daniel Wuhrmann 

von der Kanzlei Reuschlaw. „Die Produkthaftungsnormen, 

die Ansprüche von Geschädigten gegenüber 

Herstellern definieren, sind komplex und wichtig. 

Zu verstehen, ob das eigene Produkt als solches im Sinne 

der gesetzlichen Regelungen gilt, wer Hersteller ist 

und welche Pflichten mit welcher Funktion einhergehen, 

ist elementares Grundwissen. 

■ 

www.quality-engineering.industrie.de/forum-qualita 

etssicherung-bei-additiven-verfahren 


Neuer Galvo-Scanner von Aerotech für Lasermikrobearbeitung und Additive Fertigung 

Qualität des 

Laserstrahls im Fokus 

Der Hersteller leistungsstarker Motion-Control- und Positioniersysteme 

Aerotech präsentiert mit dem AGV-SPO 

einen neuen Galvo-Hochleistungsscanner. Er wartet mit 

einem größeren Sichtfeld als herkömmliche 2D-Scanner 

auf, reduziert die Laser-Spot-Verzerrung und ist aufgrund 

einer breiten Auswahl an Spiegeloberflächen für eine 

Vielzahl von Laserwellenlängen flexibel einsetzbar. 

■■■■■■ Durch nur einen Drehpunkt für X- und Y- 

Ablenkung vergrößert der AGV-SPO-Galvo-Scanner 

von Aerotech das Sichtfeld deutlich und reduziert dadurch 

die Laser-Spot-Verzerrung bei kritischen Anwendungen 

in der Lasermikrobearbeitung. Durch das spezielle 

optische Design fällt die Eintrittspupille des Laserstrahls 

zeitgleich auf die die X- und Y-Ablenkspiegel, 

wodurch sich die effektive numerische Apertur des 

Scannersystems erhöht. Das Design vergrößert das 

Sichtfeld für eine gegebene Brennweite unmittelbar und 

reduziert Laser-Spot-Verzerrungen im gesamten Arbeitsbereich. 

Mit dem neuen Galvo-Scanner lassen sich 

jetzt auch größere Teile schneller und mit verbesserter 

Gleichmäßigkeit bearbeiten. 

Stets auf der richtigen Wellenlänge 

Aerotech stellt mit dem AGV-SPO-Scanner eine Auswahl 

an Spiegelbeschichtungen und Fokussieroptiken 

zur Verfügung, um damit eine Vielzahl häufig verwendeter 

Laserwellenlängen und Brennweiten unterstützen zu 

können. Aber auch kundenspezifische Optiken und optische 

Befestigungsmöglichkeiten lassen sich als Sonderlösung 

adaptieren. Optionale, luftgekühlte Spiegel und/ 

oder wassergekühlte Motoren sorgen für konstante 

Temperaturbedingungen und sorgen damit kontinuierlich 

für gute Arbeitsergebnisse, auch bei großer Laserleistung 

oder hochdynamischen Bewegungsprofilen. 

Laserscanning ohne Stitching gut positioniert 

Dabei profitiert der Laserscanner von der Leistungs - 

fähigkeit der Aerotech-Controller mit ihrer hochentwickelten 

Bewegungssteuerung und positionssynchroner 

Ausgabe (PSO – Position Synchronized Output). Darüber 

hinaus bieten Bahnsteuerungsfunktionen beispiels- 

AGV-SPO von Aerotech: Laserscanner mit breitem Anwendungsspektrum, 

von der additiven Fertigung bis zur Medizintechnik. 

Bild: Aerotech 

weise zur Beschleunigungsbegrenzung die Möglichkeit, 

in engen Kurven oder bei kleinen Radien die Scanngeschwindigkeit 

automatisch zu reduzieren, um ein Überschwingen 

zu minimieren. Zudem kann der Laser auch 

basierend auf der Positionsrückmeldung der Spiegel 

über das PSO ausgelöst werden. So wird eine konsistente 

Laser-Spot-Überlappung gewährleistet, wenn der 

Scanner seine Geschwindigkeit ändert. Die IFOV-Funktion 

(Infinite Field of View – uneingeschränktes Sichtfeld) 

von Aerotech kombiniert nahtlos die Bewegungen 

von Servoantrieb und Scanner, damit bspw. Laserbeschriftung 

oder -markierung über den gesamten Verfahrbereich 

der Servoachsen erweiterbar sind. Dadurch 

werden Stitching-Fehler vermieden, wie sie beim Move- 

Expose-Repeat-Vorgang auftreten können. ■ 

Aerotech GmbH 

www.aerotechgmbh.de 


SPECIALQualitätssicherung 

Verlässliche Messtechnik von Ophir für das Selective Laser Manufacturing 

Ende der Datenrätsel 

Wesentlichen Anteil an der Stabilität und Funktionalität eines mit 

Selective Laser Manufacturing gefertigten Produktes hat der zum 

Schmelzen des Metallpulvers verwendete Laserstrahl. Sowohl der 

Anlagenhersteller als auch später der Anwender müssen die 

Schlüsselparameter des oder – bei einer Anlage mit mehreren 

Lasern – der eingesetzten Laserstrahlen regelmäßig messen. 

Autor: Christian Dini, Director Global Business Development Ophir 

■■■■■■ Fokuslage, Leistungsdichte und das Strahlprofil 

der jeweiligen Strahlen sollten konstant sein und 

jederzeit den Prozessvorgaben entsprechen. Fakt ist 

aber, dass die verwendeten Laserkomponenten und 

Strahlführungen neben der allmählichen Alterung auch 

schnellen, thermischen Veränderungen unterliegen. 

Doch wie lassen sich solche Änderungen zuverlässig 

feststellen? 

SLM-Anlagen basieren auf modernster Lasertechnik 

und arbeiten in der Regel mit hohen Leistungsdichten. 

Traditionelle Lasermesstechnik lässt sich hier nur bedingt 

einsetzen, da die Geräte entweder nicht alle Parameter 

messen können, nicht in die Produktionskammer 

passen oder zu viel Zeit für die Einstellung des Messgeräts 

benötigt werden würde. 

Nimmt man beispielsweise schlitzbasierte Lasermessgeräte; 

sie liefern zwar Angaben zum Strahlprofil, können 

aber nur selten die Leistung ohne zusätzliche Abschwächer 

messen und eine Fokusverschiebung ist ebenfalls 

schwierig nachzuweisen. In der Forschung und 

Entwicklung lassen sich solche Hürden nehmen, hier ist 

der Zeitaufwand für eine Messung meist noch kein kritischer 

Faktor, im Zweifel werden mehrere Messungen 

mit unterschiedlichen Geräten durchgeführt. 

In der Produktion muss es schnell und 

einfach funktionieren 

Bei der Produktion und Qualitätsprüfung einer SLM- 

Maschine gewinnt der Zeitfaktor enorm an Bedeutung. 

Verschärft wird die Situation bei Messungen im Feld – 

hier steht die Produktivität des Kunden auf dem Spiel. 

Neben der Messdauer geht es darüber hinaus um die 

Zuverlässigkeit und Vergleichbarkeit der jeweiligen 

Messungen. Gerade wenn die Messungen in der Produktivumgebungen 

durchgeführt werden, muss die 

Handhabung des Geräts einfach sein, um Bedienfehler 

zu vermeiden und es muss robust sein, um Risiko einer 

Beschädigung zu minimieren. Und obwohl es gerade 

hier im Sinne der Vertrauenswürdigkeit der Daten dringend 

ratsam wäre, die Messgeräte im Feldeinsatz regelmäßig 

zu überprüfen, im Alltagsbetrieb ist es sehr 

schwer den absolut einwandfreien Zustand der Messmittel 

zu garantieren. 

Verschiedene Nutzer mit unterschiedlichem Wissensstand 

und Zeitnot im Servicefall vereiteln dieses Vorhaben 

gemeinhin. Wobei hier der Teufel im Detail steckt, 

denn eine offensichtlich fehlerhafte Messung wird niemand 

zur Justage der SLM Anlage zu Grunde legen, 

wohingegen eine fehlerhafte Messung mit einigen Prozent 

Abweichung eventuell zu einer unwissentlich verstellten 

und nicht zu einer optimierten Anlage führt. 

Vergleichbarkeit jederzeit gewährleisten 

Beam-Watch AM von 

Ophir. Bild: Ophir 

Ideal wäre ein kompaktes Messgerät, das sich schnell 

und einfach justieren lässt, alle relevanten Parameter erfasst 

und selbst möglichst wenig verschleißen kann. 

MKS Instruments bietet dazu die Ophir Beamwatch 

Technologie, die auf der Messung der Rayleigh-Streuung 

basiert. 


Im Sinne der Vertrauenswürdigkeit 

der Daten 

ist es dringend ratsam, 

die Messgeräte im 

Feldeinsatz regelmäßig 

zu überprüfen. Bild: Ophir 

Der Laserstrahl selbst muss bei dieser Methode weder 

unterbrochen noch umgelenkt werden, die Messwerte 

lassen sich ermitteln, ohne den Strahl selbst überhaupt 

zu berühren. Für den Bereich der Additiven Fertigung 

integrierten die Messtechnikexperten diese Technologie 

in ein kompaktes, robustes Gehäuse und optimierten 

die Nutzerfreundlichkeit. Das Ergebnis: Beamwatch 

AM, das mehr Daten zur Strahlkaustik und Fokusparametern 

in weniger Zeit liefert und sich sowohl 

in der Entwicklung, der Qualitätsprüfung im SLM-Anlagenbau 

als auch im Feld selbst einsetzen lässt. 

Die Messwerte liegen in Sekundenschnelle vor, werden 

gespeichert und lassen sich auch im Nachhinein erneut 

abspielen und auswerten. Insgesamt sind sie jederzeit 

über alle Entwicklungs- und Produktionsstufen hinweg 

zuverlässig und vergleichbar. Messungen und Erkenntnisse 

zum Laserstrahl aus dem Produktionsbetrieb 

beim Kunden lassen sich direkt in die Anlagenentwicklung 

zurückspiegeln. 

■ 

Ophir (MKS Instruments) 

www.ophiropt.de 

Laser-Speckle-Photometrie für die Überwachung des Thermoplastischen 3D-Drucks 

3D-Druck in Echtzeit überwachen 

■■■■■■ Kommt es zu Fehlern beim Drucken, 

kann es teuer werden. Diese Verluste 

lassen sich reduzieren, wenn Unregelmäßigkeiten 

bereits während des Druckvorgangs 

erkannt und der Bauteilaufbau zeitnah gestoppt 

wird: Im Projekt „AddiLine“ qualifizieren 

dafür fünf Projektpartner neben einer 

Kontrolle der Materialabgabe beim Drucken 

die Laser-Speckle-Photometrie für die 

Überwachung des Thermoplastischen 

3D-Drucks. Mit dem Thermoplastischen 

3D-Druck-Verfahren (T3DP), das am 

Fraunhofer IKTS entwickelt wurde, können 

auch Keramiken und Hartmetalle verdruckt 

werden. Für eine hohe Prozessstabilität und 

Qualität der Bauteile wird eine Inline-Prozesskontrolle 

benötigt. Bisherige Lösungen 

produzieren zu hohe Datenmengen, deren 

Auswertung viel Zeit in Anspruch nimmt 

oder sind für das begrenzte Platzangebot im 

Drucker zu groß. Zudem können sie keine 

definierten Materialparameter (z. B. Porosität 

oder Defekte) prüfen, auf die der Fertigungsprozess 

abgestimmt werden muss. 

Im Projekt AddiLine entsteht ein prozessintegriertes 

Prüfsystem, das die Qualität der 3D-gedruckten 

Komponente beim Entstehen in Echtzeit überwacht. 

Bild: Fraunhofer IKTS 

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines 

Mess-Systems mit zwei Komponenten. 

Die erste Komponente überwacht mittels 

Lichtschranke, ob das zu verdruckende Material 

den Drucker tatsächlich verlässt. Dies 

ist Voraussetzung für eine korrekte Anbindung 

der Materialtropfen untereinander, so 

dass keine Lufteinschlüsse entstehen. Die 

zweite Komponente, die integrierte Laser- 

Speckle-Photometrie (LSP), prüft berührungslos 

die vorher festgelegten Parameter 

der entstehenden Struktur in Echtzeit. 

Die zu entwickelnde berührungslose 

Prüftechnik soll als kostengünstiges System 

mit flexiblem und robustem optischen Aufbau 

realisiert werden. Um dessen Einsatz 

unter Produktionsbedingungen zu testen, 

wird das modulare System mit beiden Komponenten 

in eine T3DP-Anlage integriert. 

„Der Anlagendemonstrator bildet so die 

Grundlage für eine völlig neuartige additive 

Fertigungstechnologie, die die Herstellung 

für ein breites Materialspektrum von hochwertigen 

Single- und Multimaterial-Bauteilen 

ermöglicht“ fasst Dr. Beatrice Bendjus, 

wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer 

IKTS, zusammen. 

Neben den Partnern Hoyer Montagetechnik 

GmbH, Vermes Microdispensing 

GmbH, Thomas Werner Industrielle Elektronik 

e. Kfm und Viimagic GmbH wirkt 

das Fraunhofer-IKTS im Projekt mit. ■ 

Fraunhofer-Institut für Keramische 

Technologien und Systeme IKTS 

www.ikts.fraunhofer.de 


02Post-Processing 

Serie mobiler Absauggeräte von ULT in neue Generation überführt 

Flexible Laserrauch-Absaugung 

Die ULT AG, Anbieter lufttechnischer Anlagen, bietet mit 

der Geräteserie ULT 160.1 eine neue Generation mobiler 

Absaug- und Filteranlagen für kleine bzw. mittlere Luftschadstoffmengen. 

Neben dem neuen Design und verbesserten 

Gerätehandling, punktet die neue Anlagenreihe 

mit einer hohen Filtrationsrate, sehr leisen Arbeitsweise 

sowie einem optimierten Preis-Leistungs-Verhältnis. 

■■■■■■ Spezielle Filterkombinationen in den 

ULT-160.1-Geräten erhöhen die Abscheideeffizienz und 

sorgen damit für längere Filterstandzeiten, was sich in 

signifikanten Kosteneinsparungen für Anwender äußert. 

Aufgrund ihrer mobilen und kompakten Konstruktionsweise 

eignen sich die Systeme für flexible Einsätze 

an wechselnden Handarbeitsplätzen. 

Die Anlagen bieten standardmäßig Installationsmöglichkeiten 

für einen Absaugarm (z. B. vom Typ Alsident) 

bzw. zwei Schläuche − jeweils mit DN 50. Über eine 

D-Sub-Schnittstelle können die ULT 160.1 zusätzlich 

mit externen Systemen für einen automatisierten Betrieb 

verbunden werden, etwa mit Lasermarkieranlagen, Lötmaschinen 

oder Lackiergeräten. 

Beseitigung luftgetragener Gefahrstoffe 

Die Anlagen werden in speziellen Ausführungen zur Beseitigung 

von Laserrauch (Typ LAS 160.1), Lötrauch 

(LRA 160.1), Stäuben (ASD 160.1) bzw. Gasen, Gerüchen 

und Dämpfen (ACD 160.1) angeboten. Dabei werden 

entsprechend konfigurierte Filtertechnologien für 

den jeweiligen Anwendungsfall eingesetzt. 

Die Absaug- und Filteranlagen der ULT AG dienen 

zur Beseitigung luftgetragener Gefahrstoffe, die bei Füge-, 

Trenn- oder Oberflächenbearbeitungen aller Art 

bzw. bei Umfüllprozessen entstehen. Die Systeme beseitigen 

kleinste Partikel und Emissionen sowohl bei automatisierten 

und teilautomatisierten Produktionsprozessen 

als auch an Handarbeitsplätzen in unterschiedlichsten 

Industriebereichen. 

Mitarbeiter schützen 

Absaugen und Filtern von Laserrauch oder Laserstaub 

geht weit über das Industriesauger-Prinzip hinaus. Denn 

es gilt nicht nur, Schmutz zu beseitigen, sondern vor allem 

Gefahrstoffe aus der Luft zu entfernen, die weitaus 

mehr als eine Stauballergie auslösen können. Die Absauganlagen 

der ULT sind weltweit in vielen Industriesegmenten 

zu finden, in denen Lasertechnologie zum 

Einsatz kommt. Von Laseranlagen zum Markieren, 

Schneiden oder Schweißen bis hin zu Systemen zur additiven 

Fertigung – die Absaug- und Filterlösungen der 

ULT schützen Mitarbeiter, Fertigungssysteme und Produkte 

vor dem schädlichen bzw. gefährlichen Einfluss 

von luftgetragenen Schadstoffen, die beim Einsatz von 

Lasertechnik entstehen. 

■ 

ULT AG 

www.ult.de 

Die Geräteserie ULT 160.1 ist für 

kleine bzw. mittlere Luftschadstoffmengen 

optimiert. Bild: ULT 


Rösler: Metallische AM-Bauteile voll automatisiert nachbearbeiten, veredeln und polieren 

Automatische 

Post-Processing-Lösung 

Um die hohen Ansprüche an die Oberflächengüte von 

AM-Teilen prozesssicher und effizient zu erfüllen, haben 

Rösler und Hirtenberger ein neues System für die vollautomatische 

Nachbearbeitung und Veredelung additiv 

hergestellter Bauteile aus allen gängigen Metallen und 

Legierungen entwickelt. 

Processing kann in vernetzte und Linienfertigungen 

integriert oder als Stand-alone-System 

betrieben werden. 

Parallele Bearbeitung mehrerer Teile 

■■■■■■ Nach dem Drucken weisen generativ 

gefertigte Bauteile aus metallischen 

Werkstoffen üblicherweise eine Supportstruktur 

sowie angesinterte Metallpartikel 

auf. Darüber hinaus erfüllt die meist hohe 

Oberflächenrauheit weder die funktionalen 

noch die dekorativen Anforderungen. Von 

daher ist eine Nachbearbeitung und Veredelung 

der Oberflächen unverzichtbar. Das erfolgt 

häufig allerdings noch sehr kostenund 

zeitintensiv manuell. Dies geht zulasten 

des Geschwindigkeitsvorteils der AM-Verfahren 

und damit der Produktivität. Außerdem 

treibt es die Fertigungskosten in die 

Höhe. 

Um dieses Manko zu beseitigen und den 

Einsatz additiv gefertigter Bauteile voranzutreiben, 

haben die Hirtenberger Engineered 

Surfaces und die Rösler Oberflächentechnik 

in enger Kooperation eine Lösung für das 

voll automatisierte Post-Processing entwickelt. 

Sie besteht aus einer Plug-and-play- 

Anlage, in der verschiedene Bearbeitungsverfahren 

wie beispielsweise das patentierte 

Hirtisieren kombiniert eingesetzt werden. 

Die Teile werden direkt aus dem Drucker 

beziehungsweise nach einer Wärmebehandlung 

der Maschine zugeführt und vollständig 

automatisiert nachbearbeitet. Entsprechend 

den Vorgaben an die Oberflächengüte 

werden im ersten Schritt Stützstrukturen sowie 

angesinterte Metallpartikel durch Hirtisieren 

entfernt und die Oberflächen vorgeglättet. 

Dieses chemisch-elektrochemische 

Verfahren eignet sich auch für die Bearbeitung 

komplexer Bauteile sowie innenliegender 

Oberflächen und ist beliebig skalierbar. 

Im zweiten Schritt erfolgt das so genannte 

High-Polishing. Durch dieses Oberflächenfinish 

lassen sich ohne Verlust der Kantenschärfe 

nicht nur sehr glatte Oberflächen 

in definierter Rauheit erzielen, sondern auch 

hochglänzende Oberflächen herstellen. 

Beim Verlassen der Anlage können die Teile 

ohne weitere Behandlung, beispielsweise einer 

Reinigung, sofort weiterverarbeitet oder 

verpackt werden. 

Diese neue Lösung ist einsetzbar für alle 

in der additiven Fertigung gängigen Metalle 

und Metalllegierungen wie Titan, Aluminium, 

Edelstahl und Inconel. Die Prozessmedien 

sind voll in die Anlage integriert und 

einfach nachfüllbar, die Regelung erfolgt 

vollautomatisch. Die Maschine für das Post- 

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Je nach Anlagengröße und Bauteilabmessungen 

können in der Maschine mehrere 

Bauteile gleichzeitig automatisch bearbeitet 

werden. Die Durchlaufzeiten sind dabei im 

Vergleich zu bisher am Markt verfügbaren 

Verfahren für das automatische Post-Processing 

signifikant kürzer. Gegenüber der 

bisher häufig eingesetzten manuellen Bearbeitung 

bietet sie neben einer enormen Zeiteinsparung 

auch den Vorteil der Prozesssicherheit 

und Reproduzierbarkeit. 

Die Komplettlösung ist bei Hirtenberger 

und Rösler nicht nur als Anlage verfügbar. 

Beide Unternehmen bieten die Bearbeitung 

von Teilen auch als Service an. ■ 

Rösler Oberflächentechnik GmbH 

www.rosler.com 


03Forschung 

Fraunhofer LBF entwickelt Bewertungsmethodik für additiv gefertigte Bauteile 

Laserschmelzen besser im Griff 

Die additive Fertigung metallischer Strukturen öffnet den 

den Weg zu neuen Designansätzen. Allerdings kann das 

Verfahren bisher für zyklisch belastete Bauteile und Verbindungen 

wegen fehlender Auslegungsstandards kaum 

genutzt werden. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit 

und Systemzuverlässigkeit LBF widmet sich daher 

in mehreren Forschungsprojekten dem Selektiven Laserschmelzen 

(SLM), um diese Lücke zu füllen. 

■■■■■■ Bei der Herstellung additiv gefertigter Bauteile 

mithilfe des Selektiven Laserschmelzens wirken 

sich die Parameter des Prozesses auf den damit erzeugten 

Werkstoff aus. Das kann zum Beispiel die Pulverherstellung 

oder die Belichtungsstrategie beim Aufschmelzen 

des Pulvers betreffen. 

Aktuell beschäftigt sich das Fraunhofer LBF mit Fragestellungen 

rund um die Auswirkungen und die Beeinflussung 

des zyklischen Werkstoffverhaltens durch Parameter 

des Selektiven Laserschmelzens sowie deren Berücksichtigung 

im Rahmen einer numerischen Beanspruchungsanalyse 

zur Abschätzung der Lebensdauer 

von zyklisch beanspruchten Bauteilen. 

Erste Versuchsergebnisse an Proben mit polierter und 

im Fertigungszustand belassener Oberfläche gaben den 

Darmstädter Wissenschaftlern Aufschluss über die komplexen 

Auswirkungen des Selektiven Laserschmelzens 

auf die Werkstoff- und Bauteileigenschaften. Erwartungsgemäß 

hat die Oberflächengüte einen entscheidenden 

Einfluss auf die Lebensdauer. Die raue, additiv gefertigte 

Oberfläche stellt einen potenziellen Versagensort 

unter zyklischer Beanspruchung dar, insbesondere 

wenn verfahrensbedingte Stützstrukturen zur Fertigung 

überhängender Bauteilgeometrien erforderlich sind. Neben 

der Bauteiloberfläche zeigen sich innere Unregelmäßigkeiten 

wie Poren nicht nur im Kernwerkstoff als versagensrelevant, 

sondern vermehrt im Randbereich von 

additiv gefertigten Strukturen. 

Die Versuchsergebnisse des Fraunhofer LBF unterstreichen, 

dass sich die Beanspruchungshöhe und die 

Baurichtung auf die zyklische Streckgrenze der additiv 

gefertigten Aluminiumlegierung AlSi10Mg auswirken. 

Es zeigt sich eine Richtungsabhängigkeit dieser Eigenschaft, 

die sich jedoch durch eine geführte Wärmebehandlung 

kompensieren lässt. 

Neue Bewertungsmethodik für die additive Fertigung 

Wissenschaftler des Fraunhofer LBF bei Versuchen zur 

Charakterisierung des bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens 

additiv gefertigter Strukturen. Bild: Raapke/Fraunhofer LBF 

Aufbauend auf den experimentellen Erkenntnissen unternahm 

das Fraunhofer LBF erste konzeptionelle 

Schritte zur Optimierung eines Bemessungskonzeptes 

für zyklisch beanspruchte Bauteile und Strukturen, um 

deren spezifische Werkstoffeigenschaften bewerten und 

zutreffend beschreiben zu können. Dabei berücksichtigen 

die Darmstädter Wissenschaftler maßgebliche Einflussgrößen 

wie innere Unregelmäßigkeiten, die Oberflächenbeschaffenheit, 

die Anisotropie der Mikrostruktur 

oder Eigenspannungszustände, die sich auf die mechanischen 

und geometrischen Eigenschaften auswirken. 

Dabei gehen sie von bestehenden Bemessungsmethoden 

für metallische Bauteile aus, die bei den klassischen 

Fertigungsverfahren Gießen und Schweißen An- 


wendung finden und diskutieren deren Übertragbarkeit 

auf additiv gefertigte Strukturen. 

Im nächsten Schritt wollen die Forscher des Verbundprojektes 

VariKa (Vernetztes Produkt- und Produktions-Engineering 

am Beispiel variantenreicher, ultraleichter, 

metallischer Fahrzeugkarosserien) an einem 

variablen Batterieträger für Elektrofahrzeuge die Anwendbarkeit 

der gewonnenen Erkenntnisse demonstrieren. 

Das Förderprojekt ist Teil des Technologieprogramms 

“Digitale Technologien für die Wirtschaft 

(PAiCE)“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft 

und Energie gefördert wird. Ziel dieses Projektes ist es, 

das Potenzial der additiven Fertigung, insbesondere des 

Selektiven Laserschmelzens (SLM) der Aluminiumlegierung 

AlSi10Mg, durch Quantifizieren der Schwingfestigkeit 

in Strukturbauteilen nachzuweisen. ■ 

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und 

Systemzuverlässigkeit LBF 

www.lbf.fraunhofer.de 

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln eine Maschine mit zwei Verfahren 

Polymerstrukturen schneller produzieren 

Ziel ist es, mit der Kombi-Maschine verzweigte 

Mikroröhren ebenso wie komplette Mikrofluidik - 

systeme herzustellen. Bild: ILT 

■■■■■■ Gemeinsam mit der Light-Fab 

GmbH aus Aachen, der Bartels Mikrotechnik 

GmbH aus Dortmund und Miltenyi 

Biotec GmbH aus Bergisch Gladbach arbeiten 

Experten des Fraunhofer ILT im Projekt 

HoPro-3D an der Entwicklung einer neuen 

Maschine, die makroskopische Polymerstrukturen 

mit Auflösung bis in den Submikrometerbereich 

herstellen soll. Bislang 

standen dafür verschiedene separate Verfahren 

zur Verfügung: Die UV-Polymerisation 

auf Basis von Lasern, wie zum Beispiel die 

Stereolithografie (SLA) oder Mikrospiegel- 

Arrays (DLP) sowie die Multiphotonenpolymerisation 

(MPP) im mikroskopischen 

Maßstab. 

Beim SLA-Verfahren schreibt ein UV-Laser 

eine zweidimensionale Struktur in ein 

Harzbad, was eine Polymerisation des photosensitiven 

Materials bewirkt. Dabei wird 

das Bauteil schrittweise abgesenkt und 

schichtweise eine 3D-Struktur aufgebaut. 

Die Aufbaurate liegt dabei z. T. deutlich 

über 1 mm 3 pro Sekunde. Neuere Belichter 

verwenden UV-LEDs als Lichtquelle und einen 

DLP- (Digital Light Processor) Chip anstelle 

des Scanners. Damit lässt sich die Belichtung 

parallelisieren und so die Aufbaurate 

erhöhen. Beide Verfahren erreichen eine 

maximale Auflösung oberhalb von 10 μm. 

Für den Aufbau noch feinerer Strukturen 

eignet sich die Multiphotonen-Polymerisation. 

Dabei wird die nötige Photonenenergie 

durch intensive Laserpulse mit Wellenlängen 

im sichtbaren oder infraroten Bereich 

erzeugt, wobei sich mehrere niederenergetische 

Photonen virtuell zu einem UV-Photon 

addieren. Der Vorteil besteht in der extrem 

hohen Präzision von bis zu 100 nm in allen 

drei Raumrichtungen – die Aufbaurate liegt 

hier allerdings bei nur etwa 10 μm 3 pro Sekunde. 

Die Projektpartner kombinieren nun das 

DLP-gestützte Verfahren mit dem MPP-Verfahren 

und entwickeln eine Maschine mit 

zwei wählbaren Belichtungssystemen für 

entweder hohe Aufbauraten oder hohe Präzision. 

Sie nutzen Hochleistungs-LEDs mit 

einer Wellenlänge von 365 nm und einen 

DLP-Chip mit HD-Auflösung für die Lithografie. 

Für das MPP-Modul wird ein Femtosekundenlaser 

mit einem schnellen Scanner 

und Mikroskopoptik eingesetzt. 

„Der Vorteil besteht im Zusammenspiel beider 

Verfahren: Je nach Bedarf soll zwischen 

den Belichtungssystemen im Prozess gewechselt 

werden“, erklärt Dr. Martin Wehner, 

HoPro-3D-Projektleiter am Fraunhofer 

ILT. „Die Herausforderung steckt damit in 

der Prozesssteuerung. Das Konzept steht, 

derzeit wird eine entsprechende Maschine 

aufgebaut.“ 

Zusätzlich wird auch eine Steuerungssoftware 

entwickelt, die anhand von CAD- 

Daten selbstständig entscheiden soll, wann 

ein Wechsel zwischen den zwei Quellen 

sinnvoll ist. 

■ 

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT 

www.ilt.fraunhofer.de 


Blickfang 


Faszinierende Einblicke 

Das Windkanalmodell des Leonardo Kipprotors AW609 wurde von 

CRP Technology für die Leonardo Helicopter Division hergestellt. Das 

Projekt umfasste die Herstellung einiger Außenteile (Bug, Cockpit, 

Rumpf, Gondeln, externe Kraftstofftanks, Verkleidungen) des Wind - 

kanalmodells im Maßstab 1:8,5. 

Bild: Leonardo HD 


Inserentenverzeichnis 

Aerotech GmbH Elektronische Steuerungen, 

Fürth ..................................................25 

AFAG Messen und Ausstellungen GmbH, 

Augsburg ..............................................3 

Andreas Maier GmbH & Co. KG, 

Fellbach ..........................................60-61 

ARBURG GmbH & Co. KG, 

Loßburg ..............................................17 

assonic Dorstener Siebtechnik GmbH, 

Radevormwald .......................................37 

EMUGE-Werk GmbH & Co.KG, 

Lauf ...............................................64-65 

HAHN+KOLB Werkzeuge GmbH, 

Ludwigsburg .....................................62-63 

Maschinenfabrik Berthold Hermle AG, 

Gosheim ..........................................74-75 

Hirschvogel Holding GmbH, 

Denklingen .......................................66-67 

Hochschule Aalen, Aalen ........................68-69 

igus GmbH, Köln .....................................19 

Joke Technology GmbH, 

Bergisch Gladbach ...................................55 

Ihr Kontakt in die 

Anzeigenabteilung 

Verena Benz 

0711–7594332 

Landesmesse Stuttgart GmbH, Stuttgart ............31 

Messe Erfurt GmbH, Erfurt ............................2 

Proto Labs GmbH, Feldkirchen ..................76-77 

Rosswag GmbH, Pfinztal .........................72-73 

Siemens AG, Nürnberg ................................1 

Technische Akademie Esslingen e.V., 

Ostfildern .............................................92 

TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH, 

Ditzingen .........................................70-71 

Beilagenhinweis 

Dieser Ausgabe liegt ein Prospekt folgender Firma 

bei: 

Technische Akademie Esslingen e.V., 

Ostfildern. 

Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung. 

ISSN 0343–043X 

Herausgeberin: Katja Kohlhammer 

Verlag: 

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH 

Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany 

Geschäftsführer: Peter Dilger 

Verlagsleiter: Peter Dilger 

Chefredakteur: 

Dipl.-Ing. (FH) Holger Röhr (hr), Phone +49 711 7594–389 

Stellv. Chefredakteur: Frederick Rindle (fr), Phone +49 711 7594–539 

Redaktion: 

Dr. Frank-Michael Kieß (fm), Phone +49 711 7594–241 

Redaktionsassistenz: 

Carmelina Weber, Phone +49 711 7594–257, Fax –1257, 

E-Mail: mav.redaktion@konradin.de 

Layout: Vera Müller, Phone +49 711 7594–422 

Anzeigenleitung: 

Dipl.-Oec. Peter Hamberger, Phone +49 711 7594–360 

Anzeigenverkauf: 

Verena Benz, Phone + 49 711 7594–332 

Cornelie Martin, Phone +49 711 7594–354 

Auftragsmanagement: 

Christel Mayer, Phone +49 711 7594–481 

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 59 vom 1.10.2018 

Leserservice: Ute Krämer, Phone +49 711 7594–5850 

Fax +49 711 7594–15850 

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de 

Erscheinungsweise: zweimal jährlich als Sonderausgabe der mav. 

Bestellungen beim Verlag oder beim Buchhandel. 

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Sofern die Lieferung nicht für einen bestimmten Zeitraum ausdrücklich 

bestellt war, läuft das Abonnement bis auf Widerruf. 

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier Wochen zum Ende des 

ersten Bezugsjahres gekündigt werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt 

eine Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende. 

Bei Nichterscheinen aus technischen Gründen oder höherer Gewalt entsteht 

kein Anspruch auf Ersatz. 

Auslandsvertretungen: 

Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long Sutton, 

Hook, Hampshire RG29 1TA, 

Phone 01256 862589, Fax 01256 862182, 

E-Mail: media@jens.demon.co.uk; 

Israel: Marcus Sheff, P.O. Box 42 48 15, Yakinton Street, Netanya 42141, 

Phone 09 8853687, Fax 09 8853689, 

E-Mail: tws@netvision.net.il 

Switzerland IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstrasse 3, 

CH-8406 Winterthur 

Tel: +41 52 633 08 88, Fax: +41 52 633 08 99, 

e-mail: f.stoll@iff-media.ch 

Japan: Mediahouse Inc., Teiko Homma, 

2-chome Building, 2–3–6, Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo 102, 

Phone 03 3234–2161, Fax 03 3234–1140; 

USA: D.A. Fox Advertising Sales, Inc.Detlef Fox 

5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001 

Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988; 

detleffox@comcast.net 

Vorschau auf die nächste additive 

Die Ausgabe 02-2019 der additive erscheint am 13.06.2019. Darin 

werden wir das Thema Automatisierung näher beleuchten. In unserem 

Fokusthema gehen wir daher der Frage nach: Ist die Automatisierung 

der Schlüssel zu mehr Produktivität? 

Zudem finden Sie in dieser Ausgabe viele Highlights der Messe 

Rapid.Tech + FabCon 3.D die vom 25.06 bis zum 27.06. in Erfurt 

stattfinden wird. 

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors, nicht unbedingt 

die der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte Manuskripte keine 

Gewähr. Alle in additive erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. 

Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen, 

gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung des Verlages. 

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart. 

Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen 

Printed in Germany 

© 2019 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH, 

Leinfelden-Echterdingen 

Die Additive Fertigung etabliert sich mit Verve. Wie aus dem 3D-Druck eine automatisierte 

Serienfertigung wird, erklärt Tobias Baur, Trumpfs Technologieexperte 

für Additive Manufacturing. Bild: Trumpf 


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CALL FOR PAPERS 

Fachtagung 

Additive Manufacturing 

Entwicklungen, Lösungen und Trends in 

Maschinenbau und Medizintechnik 

4. Dezember 2019 in Esslingen 

Die Fachtagung Additive Manufacturing stellt in ausgewählten 

Expertenvorträgen die neuesten Entwicklungen, Lösungen 

und Strategien aus der Forschung und Praxis vor. Die Tagung 

findet 2-strängig in den Fachbereichen Maschinenbau/ 

Medizintechnik statt. Wir laden Sie ein, Ihre Erfahrungen 

mit uns zu teilen. Seien Sie mit dabei und bewerben Sie sich 

auf unser Call for Papers. 

Vortragsanmeldung 

Die Kurzfassung sollte enthalten: 

Titel des Vortrags 

Autor mit kompletten Kontaktdaten 

Co-Autoren mit Firma, Stadt, Land 

aussagekräftige Kurzfassung 

(max. 20 Zeilen) 

Dauer des Vortrags: 30 Minuten 

(inkl. 5 Minuten Diskussion) 

Weitere Informationen finden Sie 

unter www.tae.de/go/additive 

Anmeldung unter: 

Online www.tae.de/go/additive 

E-Mail anmeldung@tae.de 

Telefon +49 711 340 08 -23 

Veranstaltungsort: 

Technische Akademie 

Esslingen e.V. 

An der Akademie 5 

73760 Ostfildern 

Vortragsanmeldung 

bis spätestens 

12. April 

In Zusammenarbeit mit

additive 1.2019

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