additive 03.2019

Eine Sonderausgabe von 

03-2019 

www.additive.industrie.de | € 18,50 

Fokus Neues Zeitalter im Spritzguss und Formenbau Seite 24 

Interview Mathias Wolpiansky, Geschäftsführer, Realizer GmbH Seite 26 

Medizintechnik Trumpf: 3D-gedruckte Implantate für die halbe Welt Seite 34 

Special 

Medizintechnik 

Seite 34 

additive August 2019 1

Industrie 

Das Kompetenznetzwerk der Industrie 

Veranstalter: 

Veranstaltungsort: 

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mit dem Code hduty unter 

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additive 

manufacturing uring circlecle 

EMO 2019, Hannover 

Besuchen Sie den additive 

manufacturing circle 

auf der EMO 2019 

Bild: Martin Wahlberg, VBN Components 

Halle 9 

Stand H20 

Teilnehmende Unternehmen: 

Technologieführer der Branche präsentieren 

Praxislösungen in der additiven Fertigung. 

Entdecken auch Sie, wie die additive Fertigung die 

Metallbearbeitung revolutionieren kann! 

Besuchen Sie uns vom 16. bis 21.09. auf 

der EMO in Halle 9, Stand H20. Wir freuen 

uns auf Ihren Besuch! 

2 additive August 2019

Editorial 

Wenn nicht jetzt, wann dann? 

■■■■■■ 

Was 2007 schon für die deutschen Handballweltmeister 

um Heiner Brand galt, gilt heute ebenso für alle, die sich 

mit der industriellen additiven Fertigung beschäftigen. Denn in 

Zeiten einer konjunkturellen Abkühlung haben viele Fertigungsverantwortliche 

zum einen die Zeit und zum anderen lastet auf 

ihnen der Druck, sich mit neuen Technologien zu beschäftigen. 

Themen wie Digitalisierung und 3D-Druck wurden von vielen 

Entscheidern aus Zeitmangel und wegen übervoller Auftragsbücher 

auf die lange Bank geschoben. Jetzt allerdings ist die Gelegenheit, 

sich auf die neuen Produktivitätstreiber 

zu stürzen. 

Das bedeutet im Umkehrschluss 

auch, dass die Anbieter 

von 3D-Druck-Lösungen jetzt 

zu ihren Kunden müssen. Mit 

der EMO, der Weltleitmesse 

für die Metallbearbeitung 

bietet sich eine Chance, die 

Maschinenbaubranche für neue 

Lösungen zu begeistern. Denn 

unter dem Motto „Smart technologies 

driving tomorrow´s 

production” rückt die EMO 

den Paradigmenwechsel in der 

Industrieproduktion in den Fokus. Im Mittelpunkt des Interesses 

steht nicht mehr nur „besser, schneller, genauer“, sondern eben 

auch die Entwicklung und Umsetzung neuer Technologien. 

Um der additiven Fertigung auf der EMO 2019 den richtigen 

Rahmen zu bieten, hat das Team der „additive“ gemeinsam mit 

dem VDW den additive manufacturing circle ins Leben 

gerufen. Auf dem Gemeinschaftsstand mit angeschlossenem 

Forum präsentieren neun Unternehmen 3D-Druck-Lösungen aus 

der Praxis (Seite 14). 

Über den Maschinenbau hinaus beflügeln die Möglichkeiten 

der additiven Fertigung die Entwicklung in zahlreichen weiteren 

Disziplinen – die Medizintechnik ist dabei sicherlich eine der 

spannendsten Branchen. Auf der Messe Rapidtech + Fabcon 3D 

waren hierzu zahlreiche innovative Ansätze zu bestaunen, die 

von der computer assistierten Geschichtschirurgie über die Herstellung 

von Dentalimplantaten und neuartige Knochenimplantate 

bis hin zu Gewebestrukturen reichten (Seite 36). 

Noch ein Veranstaltungstipp: Die Fachtagung „Additive Manufacturing“, 

am 4. Dezember 2019 bei der „Technischen Akademie 

Esslingen“, gibt einen Überblick über neuste Entwicklungen 

und Anwendungen im Bereich der additiven Fertigung. ■ 

Frederick Rindle 

Stellv. Chefredakteur 

frederick.rindle@konradin.de 


Inhalt 03-2019 

Interview: Mathias 

Wolpiansky, Geschäfts - 

führer, Realizer GmbH – 

„Beim Pulvermanagement 

sind wir sehr weit vorne“. 

Bild: DMG Mori 

26 

FOKUS Make or buy? 

22 Hirschvogel: Additive Fertigung, Bauteilentwicklung 

sowie Werkstoff- und Schadensanalyse 

24 Neues Zeitalter im Spritzguss und Formenbau – 

3D-gedrucktes Spritzguss-Werkzeug von Toolcraft 

INTERVIEW DES MONATS 

26 Interview: Mathias Wolpiansky, Geschäftsführer, 

Realizer GmbH – „Beim Pulvermanagement sind wir 

sehr weit vorne“ 

01 Anlagen 

30 Roboter druckt mit leistungsfähigem Extruder – 

Additive Fertigung im freien Raum mit hoher 

Ausbringung 

31 Allrounder für Werkstoffextrusion – Für technische 

und Hochleistungskunststoffe 

32 Renishaw: Kompakte Maschine mit vier simultan 

eingesetzten 500 Watt Lasern sorgt für hohe 

Produktivität 

SPECIAL Medizintechnik 

38 EOS: Intelligente Knieorthese dank 3D-Druck und 

Sensorik – Additive Fertigung hebt IoT-Potenzial 

02 Forschung 

40 FLM: Qualitätssteigerung von additiv gefertigten 

Bauteilen aus carbonfaserverstärktem PEEK 

03 Qualitätssicherung 

44 TÜV SÜD: Neue Norm als Richtschnur – 

Serienreife Fertigungsqualität sicherstellen 

46 Prozessbeobachtung in der additiven Fertigung – 

High-Speed Imaging bereitet Wege zur Optimierung 

04 Post-Processing 

48 Gleitschleifen – Trowalisieren – Strahlen für glatte 

Oberflächen: Glätten von 3D-Druck-Bauteilen 

05 Digitalisierung 

50 Materialise: Bis zu neunmal schnellere 

Simulationssoftware 

34 Trumpf: 3D-gedruckte Implantate für die halbe Welt 

– Additive Fertigung ist reif für die Medizintechnik 

36 Rapidtech: Von Chirurgie bis Gewebedruck – 

3D-Druck inspiriert die Medizintechnik 


additive 

Eine Sonderausgabe von 

22 

Keine Grenzen in der 

Konstruktion: Additiv 

gefertigte Komponente 

aus dem Rennsport - 

bereich – eine last - 

optimierte Lenkwellenanbindung 

aus Alu - 

minium (AlSi10Mg). 

Bild: Hirschvogel Tech Solutions 

Maßgeschneiderte 

Gesichtsimplantate hergestellt 

von Conmet auf 

einem 3D-Drucker 

Truprint 1000 von 

Trumpf. Bild: Trumpf 

OPTIMAL PLATZIERT 

IM GRÖSSTEN BALLUNGSRAUM DEUTSCHLANDS 

34 

Werkstoffe 

54 3D Systems: Zertifizierung von Werkstoffen und 

Prozessen – Werkstoffe für die additive Fertigung 

Rubriken 

8 Titelgeschichte: Additive Fertigung im Serieneinsatz – 

Präzisionswerkzeughersteller Mapal punktet mit 

Prozessknowhow in der Turboladerfertigung 

12 Aus der Branche 

56 Blickfang 

58 Impressum 

METALWORKING 

ADDITIVE MANUFACTURING 

QUALITY 

MEDICAL 

MOULDING 

Zum Titelbild 

Der Werkzeughersteller 

Mapal hat bei der pulverbasierten, 

metallischen additiven 

Fertigung sein 

Knowhow schon mehrfach 

unter Beweis gestellt. Das 

neueste gedruckte Werkzeug 

aus Aalen ist ein 

Glocken-Sonderwerkzeug 

mit gelöteten PKD-Schneiden 

für die Turbolader - 

fertigung. Bild: Mapal 

03-2019 

Fokus Neues Zeitalter im Spritzguss und Formenbau Seite 24 

Interview Mathias Wolpiansky, Geschäftsführer, Realizer GmbH Seite 26 

Medizintechnik Trumpf: 3D-gedruckte Implantate für die halbe Welt Seite 34 

Special 


Seite 34 

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Die METAV 2020 macht mobil und bringt die Besten im 

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21. Internationale Messe für 

Technologien der Metallbearbeitung 

additive August 2019

Highlights im August 

Leichtbau ist Schlüsseltechnologie: Durch 

den Einsatz der Mikro-Laser-Sinter-Technologie 

gefertigte, hochpräzise Mikrobauteile 

aus Metall. Bild: 3D Micro Print 

3D-Druck inspiriert die Medizintechnik: Computerassistierte 

Verfahren und additive Fertigung bringen 

gewaltige Vorteile für die Gesichtschirurgie, so Prof. 

Dr. Dr. Majeed Rana, der auf der Rapidtech ein 

3D-gedrucktes Kopfmodell inspiziert. 

Bild: Messe Erfurt GmbH/Christian Seeling 

18 

24 

Das optimierte 3D-gedruckte Spritzguss-Werkzeug von Toolcraft 

punktet mit stark verkleinerten Bauteilabmessungen. Bild: Toolcraft 

36 

32 

40 

Atherton Bikes druckt Verbindungsrohre aus Titan mit 

Renishaw-Technologie. Bild: Renishaw 

FLM: Qualitätssteigerung von additiv gefertigten Bauteilen 

aus carbonfaserverstärktem PEEK: typische Verteilung der 

Rauheits-Messwerte auf der Bauteiloberseite. Bild: IfW 


Industrie 


 

 

24. Oktober 2019 

 

 

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für die Metallverarbeitung – 

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Die Verlagerung von Messtechnik an oder in die 

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Titelgeschichte 

Präzisionswerkzeughersteller Mapal punktet mit Prozessknowhow in der Turboladerfertigung 

Additive Fertigung 

im Serieneinsatz 

Die additive Fertigung verschiebt die Grenzen des Machbaren mehr 

und mehr – auch im Serieneinsatz. Der Werkzeughersteller Mapal 

hat bei der pulverbasierten, metallischen additiven Fertigung sein 

Knowhow schon mehrfach mit innovativen Produkten unter Beweis 

gestellt. Das neueste, per selektivem Laserschmelzen gedruckte 

Werkzeug aus Aalen ist ein Glocken-Sonderwerkzeug mit gelöteten 

PKD-Schneiden für die Turboladerfertigung. Autor: Frederick Rindle 


Die PKD-Schneiden in 

dem Glockenwerkzeug 

zur Schlauchanschlussbearbeitung 

von Mapal 

werden per Laser bearbeitet. 

Bild: Mapal 


Titelgeschichte 

■■■■■■ Damit am Automobilstandort 

Deutschland auch weiterhin konkurrenzfähig 

produziert werden kann, müssen in regelmäßigen 

Abständen Produktivitätssteigerungen 

in der Fertigung umgesetzt werden. 

Dabei haben sich die Werkzeughersteller als 

einer der großen Innovationstreiber hervorgetan. 

Deren Anwendungstechniker durchleuchten 

und hinterfragen hierfür kontinuierlich 

die Herstellungsprozesse. So entstehen gemeinsam 

mit dem Kunden zum Teil revolutionäre 

Ideen. 

Mapal ist gerade auch in der Automobilbranche als 

ein Werkzeughersteller mit einem enormen Prozess- 

Knowhow bekannt. So wurde zum Beispiel die Turboladerfertigung 

bei einem Automobilzulieferer immer wieder 

optimiert. Im Besonderen wurde die Bearbeitung 

des Schlauchanschlusses schlussendlich auf ein völlig 

neues Niveau gehoben. 

2011 wurde ein neues Werkzeugkonzept mit einem geschlossenen 

Käfigbau entwickelt. Die hohe Steifigkeit des Werkzeugs ermöglichte 

sehr gute und ratterfreie Oberflächen. Bild: Mapal 

PKD-Glockenwerkzeug sorgt für beste Oberflächen 

Eine Herausforderung bei der Bearbeitung des 

Schlauchanschlusses an dem Turbolader ist die geforderte 

hohe Bauteilqualität. Insbesondere stellten die 

Konturgenauigkeit und das Auftreten von Rattermarken 

den Hersteller immer wieder vor große Herausforderungen. 

Hier erzielte Mapal bereits 2011 gemeinsam 

mit dem Hersteller und einem neuen Werkzeugkonzept 

erhebliche Verbesserungen. Damals entwickelte man bei 

Mapal ein neues Glockenwerkzeug, das durch seinen 

geschlossenen Käfigbau sehr viel stabiler war als das offen 

gestaltete Vorgängermodell. Die hohe Steifigkeit des 

Werkzeugs ermöglichte sehr gute und ratterfreie Oberflächen. 

Die neue, geschlossene Konstruktion erforderte aber 

eine völlig neue Herangehensweise bei der Werkzeugherstellung. 

Aufgrund des geschlossenen Käfigs konnten 

die PKD-Schneiden nicht mehr mittels Drahterodieren 

in Form gebracht werden. Die PKD-Experten setzten 

Additive Fertigung bei Mapal 

Mapal hat bereits 2013 in den ersten 3D-Drucker investiert – eine 

Anlage zum selektiven Laserschmelzen von Concept Laser. Der erste 

Erfolg stellte sich nach einem Jahr ein. Mapal brachte 2014 mit 

dem Schneidplattenbohrer QTD, für den Durchmesserbereich 8 bis 

13 mm, das erste additiv gefertigte Produkt zur Serienreife. 

Natürlich mit dem entsprechenden Mehrwert für den Kunden. Die 

spiralisierte Gestaltung und neuartige Geometrie der Kühlkanalbohrungen 

des QTD – konventionell in dieser Form undenkbar zu fertigen 

– hat den Kühlmitteldurchfluss deutlich gesteigert. 

Mit dem neuen gedruckten 

Werkzeug verringerte 

sich die Bearbeitungszeit 

von ursprünglich 

17 Sekunden auf nur 

noch 6 Sekunden zudem 

wurde die Standzeit des 

Werkzeuges um 70 % 

erhöht. Bild: Mapal 

deshalb auf eine Bearbeitung per Laser – und das mit 

großem Erfolg. 

Der Kunde war vollauf zufrieden, die Bauteilqualität 

passte nun perfekt. Nur mit der Produktivität des Prozesses 

wollte man sich noch nicht zufriedengeben. Der 

Einsatz eines leistungsfähigeren konventionellen Werkzeugs 

war allerdings aufgrund des zu erwartenden höheren 

Werkzeuggewichts nicht möglich. Sowohl die 

Spindel als auch der Werkzeugwechsler der eingesetzten 

Mehrspindlermaschinen hätten das höhere Gewicht 

nicht mehr bewerkstelligen können. 

Wabenstruktur bringt 30 Prozent Gewichtseinsparung 

Aufgrund der langjährigen sehr guten Erfahrungen mit 

dem metallischen, pulverbasierten 3D-Druck beschlossen 

die Mapal-Anwendungstechniker, das Glocken- 


„Nur mit klarem Mehrwert“ 

„Generell fertigen wir Werk - 

zeuge nur dann additiv, wenn 

sie unseren Kunden dadurch 

einen ganz klaren Mehrwert 

bieten. Nur wenn dieser die 

Mehrkosten aufwiegt, haben 

die Werkzeuge ihre Berech - 

tigung“, sagt Dr. Jochen Kress, 

geschäftsführender Gesellschafter 

der Mapal Gruppe. 

Bild: Mapal 

werkzeug zu drucken. Ziel war ein leichteres und zugleich 

stabileres Werkzeug. Eine Wabenstruktur im Inneren 

des Werkzeugs brachte hier die Lösung: Wog das 

ursprüngliche Werkzeug noch über vier Kilogramm, so 

bringt die gedruckte Version nur noch knapp drei Kilogramm 

auf die Waage. 

Für derart komplexe Aufgaben steht bei Mapal im 

Bereich der Konstruktion ein eigenes 3D-Druck-Expertenteam 

zur Verfügung. Damit das fertige Werkzeug 

auch die geforderten Eigenschaften aufweist, simulieren 

die Experten die Bauteile zudem komplett vor dem 

Druck. 

Die Kühlung durch das Werkzeug versprach noch 

weiteres Optimierungspotenzial. Denn durch die Kühlkanäle 

in dem konventionellen Glockenwerkzeug konnden 

auf den fertigen Werkzeugkörper die PKD-Schneiden 

aufgelötet und per Laser in Form gebracht. 

Ergebnis 

Die Wabenstruktur im Inneren des Werkzeugs verringert 

das Gewicht deutlich und dämpft zudem die 

Vibrationen während der Bearbeitung. Bild: Mapal 

te das Kühlmedium nicht an die optimale Stelle transportiert 

werden. In dem neuen, gedruckten Werkzeug 

haben die Kühlmittelaustritte die richtige Form und Lage, 

sodass die Minimalmengenschmierung optimal eingesetzt 

werden kann. 

Bauprozess im Einzelnen 

Die neue Werkzeuggeometrie wird per selektivem Laserschmelzen 

auf einen hochpräzisen Grundkörper mit einer 

HSK-63-Schnittstelle aufgedruckt. Das eingesetzte 

Metallpulver ist ein Vergütungsstahl. Nach dem obligatorischen 

Entfernen der Stützstrukturen wird das Werkzeug 

feingedreht und entgratet. Im letzten Schritt wer- 

Im Praxistest brillierte das Werkzeug beim Kunden: 

Aufgrund des um 30 Prozent reduzierten Gewichts 

konnten von Anfang an signifikant höhere Schnittdaten 

gefahren werden. Dabei blieb die Bearbeitungsqualität, 

wie gefordert, unverändert hoch. Die Wabenstruktur im 

Inneren des Werkzeugs dämpft zudem noch die Vibrationen 

während der Bearbeitung. Aus der Summe dieser 

Verbesserungen ergab sich ein weiterer Vorteil für den 

Kunden: Die Standzeit des Werkzeugs ist im Schnitt 70 

Prozent höher als die des Vorgängermodells. 

Konkret wurden die maximale Drehzahl von 6000 

auf 10 000 U/min und der Vorschub je Schneide von 

0,09 auf 0,15 mm erhöht. Damit verringerte sich die Bearbeitungszeit 

von ursprünglich 17 Sekunden um 67 

Prozent auf nur noch 6 Sekunden. 

Auf andere Bauteile übertragbar 

Das so entwickelte Werkzeugkonzept lässt sich auch auf 

weitere Bauteile mit ähnlichen Anforderungen übertragen. 

Klassisch werden mit einem Glockenwerkzeug zum 

Beispiel auch Drosselklappen-, Lenk- oder Getriebegehäuse 

bearbeitet – im Prinzip jedes Bauteil mit einem 

Schlauchanschluss. Die hochpräzisen PKD-Schneiden 

eignen sich dabei besonders, wenn Nicht-Eisen-Metalle, 

hauptsächlich Aluminium, aber auch Magnesium, Kupfer 

oder Messing bearbeiten werden sollen. Zudem können 

mit den PKD-Schneiden auch moderne Schichtwerkstoffe 

wie CFK und GFK zerspant werden. ■ 

Mapal Dr. Kress KG 

www.mapal.com 


Aus der Branche 

Termine 

EMO Hannover 

16.09. – 21.09.2019 

Weltleitmesse der Metallbearbeitung, mit „additive 

manufacturing circle“, Hannover 

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

3D-Labs & Canto 

18.09. – 19.09.2019 

3D-Tage Nord, 3D-Fachmesse, Lüdenscheid 

www.3dtage.de 

Rapidtech + Fabcon 3D lockt 4500 Besucher nach Erfurt 

„Hotspot des 3D-Drucks“ 

überzeugt 

Rund 4500 Besucher 

haben sich auf der 

16. Rapidtech + Fabcon 

3D in Erfurt über die 

Bandbreite der Möglichkeiten 

informiert, die 

der 3D-Druck zu bieten 

hat. Bild: Messe Erfurt GmbH/ 

Christian Seeling 

Experience Additive Manufacturing 

24.09. – 26.09.2019 

Internationale Fachmesse für additive Fertigung, 

Augsburg; www.experience-am.com 

Technology Academy & Industrieanzeiger 

01.10.2019 

Forum additive Verfahren – 3D-Metalldruck, 

Hannover; https://industrieanzeiger.industrie.de/ 

forum_additive_verfahren/ 

Deburring Expo 

08.10. – 10.10.2019 

Leitmesse für Entgrattechnologien und Präzisionsoberflächen, 

Karlsruhe; www.deburring-expo.de 

WZL Forum der RWTH Aachen 

09.10.2019 

Additive Fertigung im Werkzeugbau, Seminar, Aachen 

www.wzlforum.rwth-aachen.de 

Technische Akademie Wuppertal 

05.11. – 06.11.2019 

Konstruieren für additive Fertigungsverfahren/industriellen 

3D-Druck, Lehrgang, Solingen; www.taw.de 

Fraunhofer-Zentrum HTL 

06.11.2019 

Additive Fertigung von Metall- und Keramikbauteilen 

– Qualifizierung für die Serienherstellung, Workshop, 

Bayreuth; www.htl.fraunhofer.de 

Formnext 

19.11. – 22.11.2019 

Weltleitmesse für Additive Manufacturing, 

Frankfurt/M. 

https://formnext.mesago.com/events/de.html 

Technische Akademie Esslingen 

04.12.2019 

Fachtagung Additive Manufacturing, Ostfildern 

www.tae.de 

■■■■■■ Nahezu 4500 Besucher haben 

sich bei der 16. Rapidtech + Fabcon 3D in 

Erfurt über neueste Entwicklungen und Anwendungen 

im Additive Manufacturing 

(AM) informiert. Dabei hat die Konferenzmesse 

laut Veranstalter erneut als „Hotspot 

des 3D-Drucks“ überzeugt. Laut Urteil der 

Besucher wie auch der 180 Aussteller und 

mehr als 100 Referenten zum Rapidtech- 

Fachkongress und zur 3D Printing Conference 

habe ein konkreter, auf Anwendungen 

zielender Austausch zu den gegenwärtigen 

Möglichkeiten und zukünftigen Entwicklungen 

des AM stattgefunden. 

„Exzellente Vorträge sowie attraktiv gestaltete 

Stände und Sonderschauflächen in 

der Ausstellungshalle sind die Basis, auf der 

die älteste Kongressmesse dieser Art in 

Deutschland weiter aufbauen kann“, sagt 

Michael Eichmann, gemeinsam mit Prof. Dr. 

Gerd Witt Fachbeiratsvorsitzender der 

Rapidtech + Fabcon 3D. „Wir haben in diesem 

Jahr erstmals dem Thema Bildung ein 

eigenes Forum gegeben und an der großen 

Resonanz den Bedarf auf diesem Gebiet gesehen. 

Darauf werden wir aufsetzen, denn 

das weitere Voranschreiten additiver Fertigung 

braucht geschulte Fachleute. 

Welche attraktiven Aufgaben auf heutige 

und zukünftige AM-Experten speziell in der 

Luft- und Raumfahrt warten, verdeutlichte 

Dr. Steffen Beyer von der Ariane Group in 

seinem Keynote-Vortrag am letzten Veran- 

staltungstag. Er ist verantwortlich für Werkstoffe, 

Produktionsprozesse und Industrialisierung 

im Bereich Raketentriebwerke. Aktuell 

stehen sowohl die Ariane 6, die im 

nächsten Jahr starten soll, als auch bereits 

die nächste Raketengeneration im Fokus. 

Ziel ist, die Triebwerkskosten von derzeit 

zehn Millionen Euro auf zukünftig eine Million 

Euro zu senken. 

„So ein enormer Sprung ist nur mit disruptiven 

Technologien zu erreichen. Dabei 

spielt Additive Manufacturing eine wesentliche 

Rolle“, verwies Beyer auf die immense 

Herausforderung. Neben dem bereits qualifizierten 

Pulverbettverfahren (LBM) entwickelt 

die Ariane Group dafür u. a. Drahtverfahren 

(WAAM) und das Kaltgasspritzen 

(CGS) für den industriellen Einsatz. 

Das Potenzial additiver Technologien demonstrierten 

nicht zuletzt die Finalisten des 

internationalen Designwettbewerbes 3D 

Pioneers Challenge und des Start-up- 

Awards. Innovationen wie das erste 3D-gedruckte 

Mini-Herz mit menschlichen Zellen, 

ein neues Verfahren zur Herstellung 

hochreinen Quarzglases für optische Anwendungen 

oder ein neues 3D-druckbares 

Steinmaterial, mit dem beispielsweise die 

beim Brand der Pariser Kathedrale Notre 

Dame zerstörten Wasserspeier wiederhergestellt 

werden, wurden im erstmals angebotenen 

Messe-TV-Studio innovativ präsentiert 

und kommuniziert. 

■ 


Promotion 

Wie Lösungen zur Echtzeitüberwachung die additive Serienfertigung vorantreiben 

3D-Druck: Kosten senken, 

Qualität sichern 

Wesentliche Vorteile des industriellen 3D-Drucks sind die 

Designfreiheit und die Möglichkeit der Funktionsintegra - 

tion. Additiv gefertigte Bauteile weisen daher in der Regel 

eine hohe Komplexität auf. Konventionelle, nachgelagerte 

Prüfverfahren wie Röntgen und Computertomographie 

(CT) können dabei an ihre Grenzen kommen und relevante 

Defekte nur mit einem sehr hohen Aufwand nachgewiesen 

werden. Die Qualitätssicherungskosten übersteigen 

die Herstellungskosten dabei nicht selten um ein 

Vielfaches. 

Autor: Dr. Dominik Hawelka, Product Manager Monitoring bei EOS 

Doch gerade vor dem Hintergrund eines zunehmenden 3D-Druckeinsatzes 

in der Serienproduktion werden verlässliche Qualitäts - 

kontroll- und Qualitätssicherungssysteme immer wichtiger. Eine 

Antwort liefern automatisierte in-situ Monitoring-Systeme, die 

den 3D-Druckbauprozess mit Metallwerkstoffen in Echtzeit über - 

wachen. 

Bild: MTU Aero Engines 

Dabei ist die Benutzeroberfläche der Lösung so strukturiert, dass sie 

den Bediener intuitiv durch die einzelnen Schritte des Datenhandlings 

führt. Das erleichtert die Arbeit, sorgt für zügige Resultate und 

ermöglicht auch Nicht-Fachleuten ein einfaches Auswerten. 

Praxisbeispiel MTU Aero Engines 

Qualitätskontrolle in Echtzeit 

Bild: EOS 

Es gibt verschiedene Verfahren zur Überwachung. Die weltweit erste 

kommerzielle Lösung zur optischen Tomografie ist EOSTATE 

Exposure OT. Mit einer sCMOS-Industriekamera überwacht die 

automatisierte Lösung von EOS das gesamte Baufeld des 3D-Druckers 

und misst die qualitätsrelevanten Wärmeemissionen von der 

Bauplattform. Mögliche Indikatoren in der Bauteilschicht werden 

durch einen – an die Nutzerbedürfnisse anpassbaren – Analysealgorithmus 

automatisch erkannt. Statt mehrere Tausend Schichten per 

Hand auszuwerten, muss der Qualitätsingenieur lediglich die gefundenen 

Indikatoren betrachten. 

Entwickelt hat EOS die Lösung EOSTATE Exposure OT in Kooperation 

mit MTU Aero Engines, dem führenden deutschen Triebwerkshersteller. 

Das Unternehmen setzt Exposure OT selbst erfolgreich 

in der Prozessentwicklung und der Qualitätssicherung ein – 

konkret in der additiven Serienfertigung von Boroskopaugen für die 

neueste Generation von Getriebefan-Triebwerken des Airbus 

A320neo. 

Entscheidend dafür war der Nachweis, dass mögliche Fehlstellen 

zuverlässig detektiert werden. Denn gerade bei Komponenten für 

die Luftfahrtindustrie gelten besonders strenge Qualitätskriterien. 

EOSTATE Exposure OT kann sicher feststellen, falls ein Teil nicht 

einwandfrei ist. Dadurch ist MTU Aero Engines in der Lage, in der 

Serienproduktion der Boroskopaugen komplett auf die nachgelagerte 

Prüfung durch Röntgen und CT zu verzichten. Das bedeutet 

einen klaren wirtschaftlichen Vorteil. 

3D-Druck-Monitoring in Echtzeit ist aber nicht nur für die Luftfahrt 

interessant – auch Medizin, Werkzeugbau, Turbomaschinen 

und Auftragsfertiger können als Industrien und Anwendungsgebiete 

profitieren. 

Weitere Informationen: www.eos.info 



Führende 3D-Druck-Unternehmen präsentieren sich auf der EMO 2019 

additive manufacturing circle 

■■■■■■ 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 nicht mehr nur „besser, schneller, 

genauer“, sondern die Entwicklung und Umsetzung neuer Funktionen 

und Technologien. Das Team der additive hat daher gemeinsam 

mit dem Messeveranstalter VDW (Verein Deutscher Werkzeug- 

maschinenfabriken) den „additive manufacturing circle“ ins Leben 

gerufen. Dadurch soll dem Thema additive Fertigung auf der EMO 

2019 ein ansprechendes Umfeld geboten werden. 

Auf dem Gemeinschaftsstand „additive manufacturing circle“ 

können die Besucher gedruckte Werkstücke aus den verschiedensten 

Materialien, die vollkommen neue Möglichkeiten in Bezug auf Design 

und Funktionen eröffnen, entdecken. Auf dem Stand und in 

den Expert Talks stehen den Besuchern zudem die Experten der teilnehmenden 

Unternehmen für weitergehende Fragen zur Verfügung. 

Mit dabei sind die Firmen 3D Hubs, 3D Micro-Print, AMF, Aussieker, 

Cadfem, FKM Sintertechnik, Formlabs, Multec, Peter Lehmann, 

Rolf Lenk Werkzeug- u. Maschinenbau, VBN components 

und das Laserinstitut Hochschule Mittweida. 

■ 

Weitere Informationen unter: 

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

Manuel Nau, 

Verkaufsleiter, 

Andreas Maier GmbH (AMF): 

„Nachdem die additive Fertigung 

mit Metallpulver das Stadium 

der Fertigung von Prototypen verlassen hat und 

ihren Platz in der Serienfertigung erobert, geht es darum, 

die Prozesse zu standardisieren. Insbesondere die 

wiederholgenaue Präzision und Prozesssicherheit über 

alle weiteren Prozessschritte nach dem eigentlichen 

3D-Druck stehen dabei im Fokus. Dies wird noch 

wichtiger, wenn mehrere Werkstücke auf einer Grundplatte 

angeordnet sind. Mit AMF-Nullpunktspanntechnik 

gelingt es, eine einheitliche, standardisierte Schnittstelle 

über alle Prozessschritte zu etablieren und zugleich 

die Rüstzeiten zu pulverisieren.“ 

Bild: AMF 

Frank Aussieker, 

Geschäftsführer, Fr. Aussieker 

Metallver arbeitung GmbH: 

„Als innovativer Dienstleister 

im Bereich der Lohnfertigung 

für den Maschinen- und Werkzeugbau bieten wir das 

3D-Laserschmelzen (SLM) in höchster Perfektion an. 

Der klassische Maschinenbau befindet sich immer 

mehr im Wandel. Waren noch vor einigen Jahren konventionelle 

Fertigungsverfahren Alltag, werden heute 

immer mehr Bauteile im SLM (selective laser melting) 

Verfahren hergestellt. Die Vorteile des selektiven Laserschmelzens 

liegen auf der Hand. Konstruktiv lassen 

sich Bauteile mit nahezu vollständiger Geometriefreiheit 

herstellen, so dass völlig neuartige Konzepte und 

Designs umsetzbar sind.“ 

Bild: Aussieker 


Keno Kruse, 

Business Development Manager, 

Cadfem GmbH: 

„Simulation hilft für additiv gefertigte 

Metallbauteile einen guten 

Kompromiss aus Druckbarkeit 

und Produktperformance 

im Sinne einer wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung zu 

erreichen. Neben einer optimalen Formfindung ist auch 

die virtuelle Abbildung des Fertigungsprozesses des 

Produkts essenziell. Nur dadurch ist es möglich, die 

durch den hohen lokalen Wärmeeintrag während des 

Schmelzprozesses entstehenden thermischen Spannungen 

zu prognostizieren und durch die frühzeitige Ermittlung 

des daraus resultierenden Verzugs Fehldrucke 

zu vermeiden.“ 

Bild: Cadfem 

Dr. Ulrik Beste, 

Chief Technical Officer, 

VBN Components AB: 

„Wir zeigen auf der EMO industrielle 

3D-gedruckte Werkzeuge 

und Komponenten, die 

aus unseren patentierten Stählen 

und Hartmetallen hergestellt wurden. Werfen Sie einen 

Blick auf den härtesten, handelsüblichen Stahl der 

Welt, Vibenite 290 (72 HRC), oder das Hartmetall Vibenite 

480 (Hartmetallgehalt ~ 65 %). Unsere Werkstoffe 

sind extrem verschleiß- und ermüdungsbeständig. 

Während der EMO 2019 hoffen wir auf Enthusiasten, 

die wie wir versuchen, bestehende Anwendungen 

zu verbessern, indem sie deren Verschleißfestigkeit und 

Hitzebeständigkeit verbessern oder indem sie ganz 

neue Bauteilformen entwickeln.“ 

Bild: VBN 

Gedruckte Hilfswerkzeuge verbessern Arbeitsabläufe in der Großserie 

Audi baut 3D-Druck in der Produktion aus 

■■■■■■ Audi erweitert den Einsatz additiver Fertigung in der 

Produktion: Individuell konstruiert und lokal gedruckt, unterstützen 

Hilfswerkzeuge aus dem 3D-Drucker die Mitarbeiter in den 

Produktionslinien. Künftig übernimmt eine eigene Abteilung die 

Umsetzung am Standort Neckarsulm. In der R8-Manufaktur in den 

Böllinger Höfen hat das Expertenteam des Anlauf- und Analysezentrums 

den Kunststoff-3D-Druck bereits fest etabliert: In enger Zusammenarbeit 

mit den Kollegen an der Linie entwickeln sie Ideen 

für neue oder optimierte Arbeitshilfen. Das Team um Projektleiter 

Waldemar Hirsch konstruiert die Hilfswerkzeuge und druckt sie mit 

dem 3D-Drucker direkt vor Ort aus. Bereits im Dezember 2018 erprobte 

das Team diesen schnellen und unkomplizierten Service auch 

für die Großserie im Werk. Sie erarbeiteten mehrere Hundert Applikationen, 

die ein erhebliches Einsparpotenzial durch gedruckte 

Hilfswerkzeuge aufweisen. 

„Mit der Gründung einer eigenen Fachabteilung für den 

3D-Druck professionalisieren wir das bereits erfolgreich laufende 

Projekt. In Zukunft können noch mehr Mitarbeiter vom erfahrenen 

Expertenteam und den individuellen Hilfswerkzeugen profitieren“, 

so Helmut Stettner, Werkleiter Neckarsulm. Audi treibt mit dem 

Projekt auch den Kulturwandel voran: Die Mitarbeiter an der Linie 

sind jetzt direkt am Entstehungsprozess beteiligt. ■ Audi-R8-Manufaktur in den Böllinger Höfen am Standort Neckarsulm. Bild: Audi 



On-Demand-Fertigung kundenspezifischer Teile und Kleinserien 

Bosch investiert in 

Online-Marktplatz 

Jedes dritte Unternehmen nutzt additive Fertigung 

Deutsche Industrie 

setzt auf 3D-Druck 

Der Markt für kundenspezifische Auftrags - 

fertigung wird Prognosen zufolge weiter 

wachsen. Bild: Bosch 

■■■■■■ Über die konzerneigene 

Venture-Capital-Gesellschaft Robert 

Bosch Venture Capital GmbH 

(RBVC) investiert Bosch in das US- 

Start-up Xometry, einen Online- 

Marktplatz für On-Demand-Fertigung 

kundenspezifischer Teile und 

Kleinserien. Xometry liefert mittels 

künstlicher Intelligenz (KI) sofortige 

Informationen zu Preisen, Durchlaufzeiten 

sowie Herstellbarkeit und stellt 

die Verbindung zwischen Kunden und 

den für sie optimalen Fertigungslösungen 

her. Das Volumen der jüngsten 

Finanzierungsrunde, an der sich neben 

Bosch auch Greenspring Associates, 

Dell Technologies Capital, BMW 

iVentures, Foundry Group und Highland 

Capital Partners beteiligen, beläuft 

sich auf 55 Millionen US-Dollar. 

Xometry bietet On-Demand-Fertigung 

und Industriebedarfsgüter für einen 

vielfältig zusammengesetzten 

Kundenstamm. Ein Netz von über 

3000 Fertigungspartnern in den USA 

sorgt für kurze Lieferzeiten. Zu den 

Kunden von Xometry zählen BMW, 

Bosch, Dell Technologies, General 

Electric und die NASA. 

■ 

■■■■■■ Werkzeuge, Ersatzteile und Modelle kommen 

heute bereits in vielen deutschen Industrieunternehmen 

aus dem 3D-Drucker. Schon jedes dritte Unternehmen 

(32 %) nutzt diese Technologie. Im Jahr 2018 

waren es noch 28 %, im Jahr 2016 lediglich 20 %. Das 

ist das Ergebnis einer repräsentativen Befragung von 

555 Industrieunternehmen mit mehr als 100 Mitarbeitern 

im Auftrag des Digitalverbandes Bitkom. „Die 

deutsche Industrie hat das große Potenzial der 

3D-Drucktechnologie erkannt“, sagt Bitkom-Präsident 

Achim Berg. „Die Unternehmen werden dadurch nicht 

nur flexibler in ihrer Produktion, sie können auch Kosten 

sparen, den Materialeinsatz reduzieren und Ressourcen 

schonen.“ 

3D-Druck gilt für einen Großteil längst als Schlüsseltechnologie: 

78 % der befragten Unternehmen halten es 

für wahrscheinlich, dass er Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten 

tiefgreifend verändern wird – 8 Prozentpunkte 

mehr als 2018. „Traditionelle Fertigungsverfahren 

werden bislang zwar noch nicht vollständig 

vom 3D-Druck verdrängt“, so Berg, „dennoch hat er 

großes Potenzial, sich in vielen Bereichen zum bevorzugten 

Produktionsverfahren zu entwickeln.“ ■ 

30 Jahre additive Qualität 

Kegelmann Technik feiert Jubiläum 

Chuck Hull (li.), Erfinder des 3D-Drucks, 

und Stephan Kegelmann, Geschäftsführer Kegelmann 

Technik GmbH. Bild: Kegelmann 

■■■■■■ Sein 30-jähriges Firmenjubiläum 

feiert in diesem Jahr der hessische 

3D-Druck-Pionier Kegelmann Technik. Am 

1. August 1989 gründete Stephan Kegelmann 

in Hanau am Main das Unternehmen 

und kaufte von Chuck Hull, dem Erfinder 

des 3D-Drucks, die Stereolithografiemaschine 

Nr. 5 – ganze drei Jahre, nachdem Hull 

sein betreffendes Patent eingereicht hatte. 

Auch heute gehören Stephan Kegelmann 

und Kegelmann Technik zu den „Stars“ der 

additiven Fertigung von Modellen, Prototypen, 

Werkzeugen und Endprodukten aus 

Kunststoff und Metall. Bei vielen Kunden ist 

Kegelmann Technik in den Wertschöpfungs- 

prozess voll integriert. Während der gesamten 

Prozesskette von Konstruktion und Design 

zum Modell und bis zu seriennahen 

Prototypen legen die aktuell über 120 Mitarbeiter 

der Kegelmann Technik den Fokus 

auf 100 % Prozessqualität, Flexibilität und 

Geschwindigkeit. 

„Im Laufe der letzten dreißig Jahre habe 

ich schon viele 3D-Druck-Technologien 

kommen und gehen sehen, in einige davon 

hatten auch wir investiert“, resümiert Stephan 

Kegelmann. „Nur diejenigen, die den 

Kundennutzen im Fokus hatten und nicht in 

die eigene Technologie verliebt waren, haben 

sich allerdings bis heute bewährt.“ ■ 


Erfolgreicher Innovationstag des Kunststoffland NRW e.V. 

Experten diskutieren 

Chancen im 3D-Druck 

■■■■■■ Zahlreiche Industrievertreter 

sind im Juni der 

Einladung zum Innovationstag 

des Kunststoffland NRW e.V. in 

das Technology Center von Vereinsmitglied 

Arburg nach Radevormwald 

gefolgt. Dort drehte 

sich alles rund um die Chancen, 

Risiken und den erfolgreichen 

Einsatz des 3D-Drucks. Zum 

aktuellen Stand und zur Zukunft 

der additiven Fertigung 

von Einzelteilen und Kleinserien 

referierten Frank Kynast, Manager 

Additive Manufacturing bei 

Arburg, und Hagen Tschorn, 

Geschäftsführer Canto, in ihrem 

Partnervortrag. In der additiven 

Fertigung könne man durch 

neue Geometrien mehrere Funktionsbauteile 

in einer einzigen 

Baugruppe zusammenfassen 

läufe; hier sei es wichtig, das Bewusstsein 

für diese Veränderung 

bis in die Spitze des jeweiligen 

Unternehmens zu tragen. ■ 

Hannover 

16.-21.09.2019 

Halle 4, Stand D53 

V. li.: Frank Kynast, Arburg; Sylvia Monsheimer, Evonik Industries; 

Dr. Patrick Glöckner, Evonik Industries und Vorstand Kunststoffland NRW; 

Dr. Tina Schlingmann, Deutsche Bahn; Hagen Tschorn, Canto Ing.; 

Ulf Moritz, ATC Radevormwald Arburg. Bild: Kunststoffland NRW 

WIR SORGEN 

FÜR SPANNUNG. 

und damit deutlich Kosten reduzieren, 

betonte Kynast. Der Prototypenmarkt 

mit der additiven 

Fertigung sei prinzipiell gesättigt 

und die Verfahren seien bei 

den meisten Kunden bekannt 

und etabliert, ergänzte Tschorn. 

Interessant werde zunehmend 

das Thema Serie. Sinnvoll sei 

3D-Druck gerade bei kleineren 

Stückzahlen. Hier macht die additive 

Produktion in der Serienfertigung 

bis zu Losgrößen um Additiv statt Subtraktiv? 

ca. 1000 Artikel bereits heute 

Sinn. Insbesondere dann, wenn Hauptsache Produktiv! 

die Teile individualisiert gefertigt 

werden müssten. 

Produktiv in der Additiven Fertigung? Die Nullpunkt-Spannsysteme von 

Dass sich Maschinen und AMF machen’s möglich. Integriert auch in alle Folgeprozesse schaffen 

Material gemeinsam weiterentwickeln 

müssen, führte Sylvia 

sie eine standardisierte Schnittstelle – und senken Rüstzeiten drastisch. 

Monsheimer, Head of Market 

AMF: So geht Zukunft! 

Segment Neue 3D-Technologien, 

Evonik, in ihrem Vortrag 

aus. Wichtig sei es, quer und neu 

zu denken. Durch die veränderte 

ANDREAS MAIER GmbH & Co. KG, Fellbach 

Produktionsweise erfolge auch 

eine Änderung der internen Ab- 

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EMO Hannover 2019 zeigt Nachhaltigkeit und Leichtbau sind im Maschinenbau fest verankert 

Leichtbau ist 

Schlüsseltechnologie 

Intelligente Leichtbaulösungen fassen im Werkzeugmaschinenbau 

zunehmend Fuß. Dabei stehen neue Geometrien und Materialien 

genauso im Fokus wie die Simulation und der 3D-Druck. Wie Produkte 

im Kontext von Leichtbau und Nachhaltigkeit konzipiert und 

gefertigt werden können, zeigen die Aussteller der EMO Hannover 

an vielfältigen Beispielen. 

Autorin: Annedore Bose-Munde, Fachjournalistin aus Erfurt 

■■■■■■ Leichtbau ist elementarer Bestandteil einer 

nachhaltigeren Produktion. Er beginnt bereits weit vor 

der eigentlichen Herstellung und zieht sich durch die gesamte 

Wertschöpfungskette – vom Rohstoff bis zum fertigen 

Bauteil. Entsprechend frühzeitig setzen sich die 

Unternehmen mit diesem Thema auseinander. „Nachhaltigkeit 

ist ein zentraler Bestandteil unseres Unternehmens“, 

sagt Steffen Krause, Technical Sales Manager 

beim Softwareentwickler Autodesk. „Unsere Mission ist 

es, die Designentwürfe von Kunden zu automatisieren 

und Prozesse zu entwickeln, damit sie mehr und besser 

gestalten können – und das mit weniger negativen Auswirkungen 

auf die Umwelt. Mit Autodesk-Technologie 

können Hersteller ihr Ergebnis verbessern und dazu bei- 

tragen, eine bessere Welt zu gestalten, indem Materialund 

Energieeffizienz in ihren Design- und Herstellungsprozessen 

gesteigert werden.“ 

Leichtbau ist wesentliche Voraussetzung für 

Materialeffizienz 

Die 3D Micro Print GmbH aus Chemnitz ist spezialisiert 

auf die Herstellung von Mikrometallteilen durch 

Mikro-Lasersintern und den Verkauf der zugehörigen 

Maschinen. Für das sächsische Unternehmen bedeutet 

Nachhaltigkeit auch, Produkte mit Funktionsintegration 

zu entwickeln und herzustellen und so einen Mehrwert 

für die Kunden zu schaffen – ohne Einschränkungen 

bei den Materialeigenschaften und beim Einsatz der 

Bauteile. 

„Das Zusammenspiel zwischen neuen Geometrien 

und neuen Materialien ist essenziell, um mit Blick auf 

Leichtbau und Nachhaltigkeit Produkte mit einem 


Durch den Einsatz der Mikro-Laser- 

Sinter-Technologie gefertigte hochpräzise 

Mikrobauteile aus Metall. 

Bild: 3D Micro Print 

Matthias Otte, Rolf Lenk Werkzeugund 

Maschinenbau: „Dem Verzug und 

der Schrumpfung durch das additive 

Fertigungsverfahren muss entgegengewirkt 

werden. Die optische Geometrieerfassung 

erlaubt dabei eine 

schnelle Überprüfung eventuell vorhandener 

Abweichungen.“ Bild: Rolf Lenk 

Mehrwert zu generieren. An dieser Stelle bedarf es zudem 

einer fachgerechten Beratung, um dem Kunden die 

Stellschrauben für die Produktentwicklung und den 

Herstellprozess aufzuzeigen“, betont Thomas Klotz, 

Leiter der Qualitätssicherung bei 3D Micro Print. 

Fest steht: 3D-Druck macht Leichtbau an vielen Stellen 

erst möglich und ist damit auch eine wesentliche Voraussetzung 

für Materialeffizienz. Mehrere Teile können 

dabei bereits im Design zu einer Komponente zusammengefügt 

werden. „Der generative Design-Ansatz von 

Kunden die Produktherstellung aus einer Hand sowie 

einen ganzheitlichen Service. Das Portfolio umfasst den 

Wissensaustausch, die funktionale Bauteilintegration, 

das prozessgerechte Design, die Fertigung von Serienteilen 

sowie auf Nachfrage auch Materialentwicklungen. 

Dabei sind die Verfahren für höchstauflösende und präzise 

Mikrobauteile im μm-Bereich ausgelegt. Entwickelt 

und gefertigt werden sowohl feine Gitterstrukturen als 

auch Geometrien mit detaillierten Innenstrukturen. Entsprechende 

Lösungsansätze für verschiedene Branchen 

„additive manufacturing circle“ 

Die Firmen 3D Micro Print GmbH und Rolf Lenk Werkzeug- u. Maschinenbau GmbH 

sind Teil des additive manufacturing circle auf der EMO, Halle 9 Stand H20. 

Autodesk ist ein wichtiges Werkzeug, mit dem oft neue 

geometrische Formen geschaffen werden. Es hilft unseren 

Kunden, Gewicht zu reduzieren und Teile zu konsolidieren. 

General Motors nutzte beispielsweise diesen 

Ansatz und additive Fertigung, um eine Sitzhalterung 

neu zu gestalten“, nennt Krause ein Beispiel für ein Bauteil, 

das von Beginn an konsequent unter Leichtbauaspekten 

entwickelt wurde. „Das neue Teil bestand aus 

einer statt wie vorher aus acht Komponenten. Es war 

darüber hinaus 40 Prozent leichter und 20 Prozent stabiler.“ 

Mit Blick auf den Leichtbau fertigt 3D Micro Print 

durch den Einsatz der Mikro Laser Sinter Technologie 

hochpräzise Mikrobauteile aus Metall und bietet dem 

wird das Unternehmen auf der EMO in Hannover vorstellen. 

Künstliche Intelligenz, Virtual und Augmented Reality 

sorgen für agileres Arbeiten 

Für Maschinenbauer und deren Kunden bieten Nachhaltigkeit 

und Leichtbau klare Wettbewerbsvorteile in 

der Wertschöpfungskette und sind deshalb essenziell. 

Dies bestätigt auch Autodesk-Technical Sales Manager 

Steffen Krause: „Mehr als 60 Prozent unserer Kunden 

haben Erfolgsfaktoren und Ziele, die an die Nachhaltigkeit 

geknüpft sind – Tendenz steigend. Dies wird durch 

die Lieferkette auch auf die Dienstleister übertragen.“ 



Autodesk hat sich auch vor diesem Hintergrund dafür 

entschieden, unter dem Dach der Automatisierung 

auf künstliche Intelligenz, Virtual und Augmented Reality 

sowie 3D-Druck zu setzen. Damit werden Design, 

Maschinenbau und Simulation bis hin zu CAM, additiver 

Fertigung und Fabrikmanagement digital vereint. 

„Diese einheitliche Plattform löst die Silos zwischen den 

Disziplinen auf, ermöglicht agileres Arbeiten zwischen 

den Ingenieurteams und lässt die Hersteller wettbewerbsfähiger 

werden“, unterstreicht Krause. 

Auf dem Autodesk-Messestand zur EMO Hannover 

werden sich Besucher anhand der Ausstellungsstücke 

ein Bild von der CAM-Software verschaffen können. So 

durch das additive Fertigungsverfahren muss entgegengewirkt 

werden. Ein wichtiger Punkt dabei ist die optische 

Geometrieerfassung. Sie erlaubt uns eine schnelle 

Überprüfung eventuell vorhandener Abweichungen.“ 

Mithilfe der optischen Messtechnik ist das Unternehmen 

in der Lage, die komplette Prozesskette der additiven 

Fertigung zu unterstützen und so passgenaue Bauteile 

zu fertigen. Dies beginnt bei der Geometrieerfassung 

der Komponente, geht weiter über die Erfassung 

der Abweichungen durch Verzug und Schrumpfung bis 

hin zur Ergebniskontrolle des fertigen Bauteils. Bereits 

während der Fertigung können Ungenauigkeiten gegenüber 

der Sollgeometrie festgestellt werden. Im Bedarfs- 

In Kooperation mit Autodesk entwickelte 

GM die erste 3D-gedruckte und 

funktional optimierte Sitzhalterung. 

Bild: GM 

werden anspruchsvolle komplexe Bauteile mit Freiformflächen 

zu sehen sein, die zeigen, welch hohe Oberflächenqualität 

sich damit erreichen lässt. Dazu gehören 

auch Beispiele für die hybride Fertigung, bei der additive 

und subtraktive Verfahren zusammenspielen. Gezeigt 

werden zudem Exponate, die die Möglichkeiten für generatives 

Design ausloten. 

Thomas Klotz von 3D Micro Print: „Leichtbau stößt 

momentan dann an seine Grenzen, wenn es sich um 

hoch standardisierte Prozesse und Produkte handelt, die 

keinen Spielraum für eine Steigerung der Performance 

zulassen.“ 

Der 3D-Metalldruck ist auch ein Kompetenzfeld der 

Rolf Lenk Werkzeug- und Maschinenbau GmbH in 

Hamburg. Matthias Otte ist verantwortlich für den Bereich 

additive Fertigung. Er erklärt, worauf es beim Herstellprozess 

ankommt: „Das Bauteil muss maßhaltig 

sein. Das heißt: Dem Verzug und der Schrumpfung 

fall kann darauf dann auch schnell reagiert werden. Zur 

EMO Hannover wird das Unternehmen seine Kompetenzen 

im Bereich 3D-Druck anhand verschiedener Bauteile 

vorstellen. 

■ 

Autodesk GmbH 

www.autodesk.de 

3D Micro Print GmbH 

www.3dmicroprint.com 

Rolf Lenk Werkzeug- u. Maschinenbau GmbH 

www.rolf-lenk.de 


Software soll Marktreife von 3D-Druck-Teilen verkürzen 

Hexagon übernimmt 

Amendate 

■■■■■■ Der schwedische Messtechnik- 

Multi Hexagon übernimmt das deutsche 

Software-Start-up Amendate. Die Paderborner 

haben Simulationslösungen zur Erstellung 

und Optimierung von Designs für Additive 

Manufacturing (AM) entwickelt. 

Amendate wird Teil von Hexagons Sparte 

MSC Software, die führende Simulationslösungen 

und Services für CAE (Computer 

Aided Engineering) anbietet. 

Mit der Akquisition will MSC den Weg 

weg von General-Purpose-Lösungen hin zu 

anwendungsspezifischer Software für die 

additive Fertigung ebnen. Kunden sollen 

hochkomplexe Komponenten fertigen können 

– mit Vorteilen wie Materialersparnis, 

Gewichtsreduktion und kosteneffizienter 

Produktion. Die Technologie von Amendate 

eliminiere ineffiziente manuelle Arbeiten, so 

Hexagon. Arbeitsschritte ließen sich so in 

Tagen anstatt in Wochen erledigen. 

„Die Akquisition von Amendate adressiert 

ein wesentliches Hindernis für Firmen, 

die auf additive Fertigungsverfahren umsteigen 

wollen“, erläutert Paolo Guglielmini, 

CEO, MSC Software. „Sie erweitert unsere 

Smart-Factory-Lösungen, indem sie die 

Time-to-Print minimiert.” 

„MSC ist einer der bekanntesten Entwickler 

von CAE-Software und wir sind begeistert, 

unsere Technologie für das generative 

Design ihren Kunden anbieten zu können“, 

sagt Thomas Reiher, CEO und Mitgründer 

von Amendate. „Die Integration 

der Amendate-Software in MSCs etablierte 

Simulationslösungen wie Simufact und 

Mithilfe der Konstruktions- und Simulationstechnologie 

von Amendate will Hexagon die 

Marktreife von 3D-Druck-Teilen verkürzen. 

Bild: Hexagon 

MSC Apex erlaubt uns, unsere Technologie 

schneller weiterzuentwickeln und für Kunden 

weltweit zugänglich zu machen. 

Amendate wurde 2018 gegründet von einem 

Team erfahrener Forscher der Universität 

Paderborn sowie dem Direct Manufacturing 

Research Center (DMRC) in Paderborn, 

das 2008 von Boeing, EOS und anderen 

kommerziellen Partnern ins Leben gerufen 

worden war. Ein Pilotanwender ist die 

Phoenix-Contact-Ausgründung Protiq, die 

die Technologie für ihre 3D-Druck-Service- 

Plattform nutzt. 

■ 

Messe Augsburg: praxisnaher Multi-Location-Event 

Experience Additive 

Manufacturing 

Die Fachmesse Experience Additive Manufacturing 

findet vom 24. bis zum 26. September ins Augsburg 

statt. Bild: Messe Augsburg 

■■■■■■ Die Fachmesse Experience Additive 

Manufacturing vom 24. bis zum 26. 

September auf dem Gelände der Messe 

Augsburg liefert Informationen über die 

Chancen und Perspektiven und zeigt Praxisbeispiele 

und Lösungen der additiven Fertigung. 

Bei dem praxisnahen Multi-Location- 

Event sollen Interessenten Antworten und 

Lösungen zu Anwendungen aus den Branchen 

Luft- und Raumfahrt, Mobility und 

Automotive, Werkzeug- und Formenbau, 

Medizin- und Dentaltechnik sowie Maschinen- 

und Anlagenbau erhalten. 

Der offene Anwenderdialog AM Table 

Talks lädt Interessenten zum Erfahrungsaustausch 

mit Experten ein. Das Herzstück 

der Ausstellung, die Sonderschau AM Value 

Chain, bietet den Besuchern mit Exponaten 

und Präsentationen von der Datenaufbereitung 

bis zur Nachbearbeitung des gedruckten 

Bauteils einen schnellen Überblick über 

die einzelnen Schritte des additiven Fertigungsprozesses. 

Für noch mehr Praxisnähe 

sorgen die Industry Shuttles zu den Herstellern 

EOS in Krailing und Hosokawa Alpine 

in Augsburg. 

■ 

Toolcraft unter Bayerns 

Besten 

Erneut wurden die 50 besten Unternehmen im Freistaat 

mit dem Preis „Bayerns Best 50“ ausgezeichnet. 

Für ihre stetig positive Mitarbeiter- und Umsatzentwicklung 

erhielt auch die MBFZ Toolcraft 

GmbH die begehrte Auszeichnung. Der Bayerische 

Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und 

Energie, Hubert Aiwanger, überreichte den Preis im 

Rahmen der Feierlichkeiten im Schloss Schleißheim. 

Mit der Auszeichnung ehrte das Land wieder die 50 

wachstumsstärksten mittelständischen Unternehmen, 

die in den letzten Jahren die Zahl ihrer Mitarbeiter und 

ihren Umsatz überdurchschnittlich steigern konnten. 

Dabei nimmt auch die Ausbildung einen hohen Stellenwert 

ein. 

„Wer kann und will, der darf. Das ist unser Grundsatz. 

So entstehen ‚grüne Wiesen‘, auf denen sich die Mitarbeiter 

verwirklichen können. Das macht uns nicht 

nur als Arbeitgeber attraktiv, sondern führt zu motivierten 

Mitarbeitern, die wiederum das Wachstum in 

all unseren Geschäftsbereichen vorantreiben“, so 

Bernd Krebs, Geschäftsführer und Inhaber von Toolcraft. 



Additive Fertigung, Bauteilentwicklung sowie Werkstoff- und Schadensanalyse 

Keine Grenzen in der 

Konstruktion 

Durch die Einführung additiver Fertigungsverfahren ergeben sich 

für Entwickler und Designer bislang ungeahnte Möglichkeiten. Um 

diese schier grenzenlose Gestaltungsfreiheit letztlich auch sinnvoll 

zu nutzen, müssen Auslegungs- und Konstruktionsphasen kritisch 

hinterfragt und in einen ganzheitlichen Produktentstehungsprozess 

eingebunden werden. 

■■■■■■ Die Hirschvogel Automotive 

Group ist einer der größten, weltweit operierenden 

Automobilzulieferer auf dem Gebiet 

der Massivumformung von Stahl und 

Aluminium sowie anschließender Bearbeitung. 

Als Geschäftsfeld der Hirschvogel Automotive 

Group bietet Hirschvogel Tech Solutions 

seinen Kunden ein optimal aufeinander 

abgestimmtes Kompetenzpaket aus additiver 

Fertigung, Bauteilentwicklung sowie 

Werkstoff- und Schadensanalyse. 

Durch die Möglichkeiten einer nahezu 

freien Bauteilgestaltung wecken additive 

Fertigungsverfahren seit einigen Jahren ein 

Zukunftsideen in Serie 

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der Technischen 

Akademie Esslingen. Mehr zu diesem Thema bietet die 

Fachtagung Additive Manufacturing am 04. 12. 2019 in 

Ostfildern: www.additive.industrie.de/fachtagung-am 

Additiv gefertigte Komponente aus dem 

Rennsportbereich – eine lastoptimierte 

Lenkwellenanbindung aus Aluminium 

(AlSi10Mg). Bild: Hirschvogel Tech Solutions 

zunehmendes wirtschaftliches Interesse bei 

der Optimierung traditioneller Entwicklungs- 

und Produktionsprozesse. In der Konstruktionsphase 

müssen Bauteile bereits neu 

gedacht werden, um ein grenzenlos scheinendes 

Gestaltungspotenzial auch nutzbar 

zu machen. Fertigungs- und prozessspezifische 

Randbedingungen dürfen allerdings 

nicht ganz außer Acht gelassen werden. 

Aktuell bewegt sich das Themenfeld der 

additiven Fertigung hin zur Herstellung von 

funktions- und sicherheitsrelevanten Bauteilen 

in Serie. Deshalb befasst sich Hirschvogel 

Tech Solutions mit dem Aufbau einer 

stabilen, bauteil- und qualitätsorientierten 

Prozesskette, um das bislang isoliert betrachtete 

„Prototyping“ mit Folge- und Begleitprozessen 

zu ergänzen. Als Know-how- 

Lieferant können Bauteile für den Anwendungsfall 

anforderungs-, funktions- und fertigungsgerecht 

entwickelt werden. Mithilfe 

geeigneter Simulationstools lassen sich 

Komponenten topologie-, strömungs- oder 

auch thermisch optimiert auslegen. Letztlich 

werden die Potenziale einer nahezu freien 

Gestaltung erst dadurch nutzbar und Bauteile 

einer additiven Fertigung gerecht. 

Maximaler Leichtbau 

Im Automotive-Bereich handelt es sich in 

der Entwicklung um einen stark Leichtbau 

getriebenen Prozess, bei gleichzeitig hoher 

Steifigkeit sowie definierter Festigkeit. Ein 

Beispiel hierfür ist eine optimierte Lenkwellenanbindung, 

bei der mithilfe der additiven 

Fertigung maximaler Leichtbau in Verbindung 

mit der wirtschaftlichen Fertigung 

kleiner Stückzahlen erreicht werden kann. 

Die Lenkwellenanbindung stellt die Verbindung 

zwischen der Lenkwelle und dem 

Monocoque des Fahrzeugs dar und hat dabei 

die Aufgabe, alle vom Fahrer an das 

Lenkrad abgegebenen Kräfte und Momente 

abzustützen. Daher das oberste Ziel: eine 

möglichst hohe Steifigkeit bei gleichzeitig 

geringem Gewicht. Für eine Topologieoptimierung 

müssen zunächst allerdings einige 

Randbedingungen definiert werden: 

· Non-Design-Bereich: Einbauraum, der 

aus funktions- oder einbautechnischen 

Gründen nicht verändert werden darf (Lagerstellen, 

Verschraubung) 


Vom Lastenheft zum einbaufertigen 

Bauteil – die 

additive Prozesskette der 

Hirschvogel Automotive 

Group. 

Bild: Hirschvogel Tech Solutions 

· 

· · 

· 

Design-Bereich: Einbauraum, der verändert 

werden darf 

Lasteinleitung an den Lagerstellen und 

Berücksichtigung definierter Lastfälle 

Schraubenverbindungen als Einspannung 

Zulässige Spannung, Sicherheit, Materialparameter 

Optimierungsziel minimales Volumen 

Durch ein iteratives Berechnungsverfahren 

wird schrittweise eine belastungsoptimale 

Geometrie erzeugt. In der Regel muss die 

dadurch erzeugte Lösungsgeometrie anschließend 

geglättet, schrumpfverpackt oder 

an entsprechenden Stellen mittels CAD weiterbearbeitet 

werden. Mittlerweile gibt es 

im Bereich des „Additiv Designs“ auch Optimierungsverfahren, 

die fertigungstechnische 

Restriktionen wie zum Beispiel die Aufbaurichtung 

und dadurch entstehende Überhänge 

berücksichtigen, um Supportvolumina 

zu verringern oder das Ziel zu verfolgen, 

gar keinen Support zu gebrauchen. Denn 

dann werden die Bauteile auch hinsichtlich 

des Nacharbeitsprozesses deutlich wirtschaftlicher 

und für einen industriellen Serienprozess 

tauglich gemacht. 

Die so belastungsgerecht konstruierte 

Geometrie muss dann erneut über eine FE- 

Rechnung auf die relevanten Lastfälle des 

dynamischen Lenkens und der Abstützung 

des Fahrers beim Bremsen überprüft werden. 

Hinsichtlich fertigungstechnischen Restriktionen 

muss neben dem additiven Fertigungsprozess 

auch eine spanende Nacharbeit, 

insbesondere bezüglich Aufmaß und 

Spannvorrichtung, berücksichtigt werden. 

An den Funktionsflächen mit engen Toleranzangaben, 

hier lediglich die Lagerstellen 

sowie die Auflageflächen der Verschraubung, 

muss ein Aufmaß definiert werden. 

Zusammenfassend lässt sich festhalten, 

dass die additive Fertigungstechnik über 

prototypische Anwendungen hinaus in der 

Lage ist, Bauteile in Serie herzustellen. Allerdings 

ist dafür ein breites Wissen in Bezug 

auf den additiven Fertigungsprozess und 

entlang der gesamten Prozesskette nötig, 

was sich letztlich in einem funktions- und 

prozessgerechten Bauteildesign widerspiegeln 

muss. Die Lenkwellenanbindung wurde 

im Rahmen der Formula Student in einer 

Zusammenarbeit mit dem DHBW-Engineering-Team 

aus Stuttgart umgesetzt und im 

aktuellen Konstruktionswettbewerb des 

„Netzwerk-Strahlschmelzen“ mit dem ersten 

Platz prämiert. 

■ 

Hirschvogel Umformtechnik GmbH 

www.hirschvogel-tech-solutions.com 

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Neues Zeitalter im Spritzguss und Formenbau 

3D-gedrucktes Spritzguss- 

Werkzeug von Toolcraft 

Toolcraft vereint sieben Geschäftsbereiche unter einem Dach. Dass 

diese voneinander profitieren, beweist ein internes Projekt, das gemeinsam 

mit dem Kooperationspartner Siemens realisiert wurde. 

Ausgangspunkt war eine Form zur Herstellung eines Kunststoffteils 

für die optische Industrie. Die Möglichkeiten des 3D-Drucks in Metall 

erlauben es, neue Wege zu gehen und eine Form vollkommen 

neu zu denken. Heraus kam ein topologieoptimiertes Werkzeug, 

das nicht nur leichter herzustellen ist, sondern auch in der Produktion 

des Kunststoffteils erhebliche Verbesserungen bringt. 

Die Möglichkeiten des 

3D-Drucks in Metall erlauben 

es, neue Wege zu gehen und 

eine Form vollkommen neu zu 

denken. Bild: Toolcraft 

Das 3D-gedruckte Werkzeug 

hat stark verkleinerte Bauteilabmessungen. 

Die Masse des 

optimierten Werkzeuges ist um 

fast 50 % geringer. 

Bild: Toolcraft 

■■■■■■ Das bisherige Werkzeug besteht aus Formeinsätzen, 

Formplatten, Aufspannplatten und Normteilen. 

Die Abmessungen belaufen sich auf 125 x 125 x 

130 mm (Breite x Länge x Höhe) und ein Gewicht von 

ca. 60 Kilogramm. Ziel des Projektes war es, den Spritzgussprozess 

hinsichtlich der Zykluszeit zu optimieren 

sowie die Komplexität der Baugruppe und des Entwicklungsprozesses 

zu vereinfachen. Hierbei profitiert Toolcraft 

von der langjährigen Expertise im Bereich der additiven 

Fertigung. Aufgrund der sehr hohen Fertigungsfreiheiten 

des metallischen 3D-Drucks konnte der Konstrukteur 

den Einsatz neu ausgelegen und seine Topologie 

entsprechend den vorhandenen Lasten und Anforderungen 

optimieren. Das Ergebnis ist eine vollkommen 

neue Form – kleiner, leichter und mit integrierter, konturnaher 

Kühlung. 

Funktionalität erhalten 

„Bestimmte Flächen galt es bei der Topologieoptimierung 

zu erhalten, um die Funktionalität der Form zu gewährleisten“, 

so Ralf Domider, Konstruktion und Simulation 

Metall-Laserschmelzen bei Toolcraft. „Spezielle 

Anforderungen, wie zum Beispiel die Passgenauigkeit 

beider Teile zueinander, die Position des Auswerferpaketes 

und die Anschlüsse der Maschinenperipherie, mussten 

bei der Topologieoptimierung bereits berücksichtigt 

werden.“ 

Zudem ist schon bei der Konstruktion die spätere 

Aufspannmöglichkeit für Nacharbeiten in einem CNC- 

Bearbeitungszentrum zu beachten. Um die technologischen 

Vorteile der additiven Fertigung voll auszuschöpfen, 

wurden Funktionsflächen, wie zum Beispiel ein 


Ralf Domider, Konstruk - 

tion und Simulation Metall- 

Laserschmelzen bei Toolcraft. 


konturnaher Kühlkanal mit optimierter Querschnittsfläche, 

in das Rohteil integriert. Eine weitere Herausforderung 

stellt der Bauteilverzug beim 3D-Druck in Metall 

dar. Die optimale Bauteilausrichtung und die jeweilige 

Supporterstellung setzen ein tiefes Prozessverständnis 

und Erfahrung im Aufbereiten von Daten für die Additive 

Fertigung voraus und haben einen starken Einfluss 

auf den Bauteilverzug. 

Mithilfe der integrierten Prozesssimulation lassen 

sich diese Verzüge schnell berechnen. Somit werden unerwünschte 

Ausschussbauteile oder Störungen im Bauprozess 

bereits im Vorfeld vermieden. Das „first time 

right“-Prinzip ist ein wichtiges Indiz für die technologische 

Reife der additiven Fertigung und ist vor allem für 

industrielle Anwendungen von hoher Bedeutung. 

End-to-end-Prozess mit Siemens NX 

Nach der konstruktiven Neuauslegung der Form extrahiert 

der Konstrukteur Funktionsflächen und legt die 

Randbedingungen fest. Auch das Material wird zu diesem 

Zeitpunkt ausgewählt. Danach folgen die Integration 

der konturnahen Kühlung, Topologieoptimierung 

sowie Verifizierung mittels FEM-Berechnung und Kühlsimulation. 

Anschließend werden die Daten für den 

Druck aufbereitet. Nach der Simulation des Druckprozesses 

folgt die Fertigung sowie das Finishing, von der 

Wärmebehandlung, Stützstrukturentfernung, Oberflächenbehandlung 

bis zur zerspanenden Nacharbeit sowie 

optischen und taktilen Qualitätskontrolle. 

Ein erster Schritt zum Formenbau der Zukunft 

Das neue und optimierte 3D-gedruckte Werkzeug hat 

stark verkleinerte Bauteilabmessungen. „Die ursprüngliche 

Baugruppe aus mehreren Einzelteilen wurde auf jeweils 

eine Werkzeughälfte reduziert. Die Masse des optimierten 

Werkzeuges ist somit um fast 50 % geringer“, 

resümiert Domider. Das niedrige Gewicht erfordert kleinere 

Maschinenkräfte und erleichtert die Montage in 

der Spritzgussmaschine. Gleichzeitig wurde die Performance 

des Werkzeuges, trotz einer kürzeren Entwicklungszeit, 

deutlich gesteigert. Die geringere Masse und 

die konturnahe Kühlung ermöglichen eine Reduzierung 

der Zykluszeit um 30 Prozent bei identischer Bauteilqualität. 

■ 

MBFZ toolcraft GmbH 

www.toolcraft.de 

Toolcraft profitiert von der 

langjährigen Expertise im 

Bereich der additiven Fertigung. 



Interview des Monats 

Mathias Wolpiansky, Geschäftsführer, Realizer GmbH 

„Beim Pulvermanagement 

sind wir sehr weit vorne“ 

Als ein Pionier des Pulverbett-Verfahrens hat Realizer die SLM- 

Technologie weiterentwickelt und zur Serienreife gebracht. Seit 

2017 hält der Werkzeugmaschinenhersteller DMG Mori eine Mehrheitsbeteiligung 

von 50,1 Prozent an dem Borchener Unternehmen. 

Die additive hat mit Mathias Wolpiansky, dem Geschäftsführer 

der Realizer GmbH, unter anderem darüber gesprochen, welche 

Vorteile es bietet, eine vollständige Prozesskette anbieten zu 

können. 

Das Interview führte: Frederick Rindle 

■■■■■■ additive: Welche Rolle werden additive 

Fertigungsanlagen in der „Fabrik der Zukunft“ ein - 

nehmen? 

Wolpiansky: Schon heute übernimmt die Additive 

Fertigung Aufgaben, bei denen konventionelle Verfahren 

an ihre Grenzen stoßen. Im Pulverbett oder mittels 

Pulverdüse lassen sich deutlich komplexere Strukturen 

herstellen. Dadurch können das Bauteilgewicht re - 

duziert und Funktionselemente wie Kühlkanäle integriert 

werden. Vor diesem Hintergrund sind unsere 

Lasertec SLM und Lasertec 3D sowie Lasertec 3D hybrid 

Maschinen Teil eines neuen Prozessdenkens und 

somit die perfekte Ergänzung in einer zukunftsorientierten 

Fertigung. 

additive: Wie wichtig ist es, vollständige Prozessketten 

anbieten zu können? 

Wolpiansky: DMG Mori hat sowohl CNC-Werkzeugmaschinen 

für die spanende Bearbeitung als auch Lösungen 

für die Additive Fertigung metallischer Bauteile 

im Sortiment. Das ist hinsichtlich ganzheitlicher Prozesse 

ein unschätzbarer Vorteil für die Kunden, weil wir alles 

aus einer Hand bieten und in allen Fragen rund um 

den Prozess mit unserem Knowhow zur Seite stehen. 

Mit der Kombination aus Laserauftragsschweißen 

und spanender Bearbeitung auf den Maschinen der 

Lasertec 3D hybrid Baureihe ist DMG Mori 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 

Mathias Wolpiansky, 

Geschäftsführer der Realizer GmbH. 



ealisiert DMG Mori vier individuelle und bedarfsgerechte 

Prozessketten. 

additive: Wo sind die Stärken der additiven Fertigung 

mittels Pulverdüse? 

Wolpiansky: Das Pulverdüsenverfahren auf der 

Lasertec 3D und Lasertec 3D hybrid Baureihe eignet 

sich für die Fertigung größerer komplexer Bauteile – vor 

allem im Bereich von Prototypen und Kleinserien. Zunehmend 

wichtig werden Reparaturanwendungen. Im 

Gegensatz zur spanenden Fertigung ist zudem der Materialeinsatz 

deutlich geringer. 

additive: Können Sie Anwendungsbeispiele nennen? 

Wolpiansky: Da die Technologie sehr komplexe Geometrien 

aufbauen kann, sind beispielsweise in der Luftfahrttechnik 

gewichtsreduzierte Komponenten mit 

bionischen Strukturen realisierbar. Hinzu kommen 

Multi-Materialanwendungen beispielsweise im Bereich 

von Turbinengehäusen. Auch gradierte Materialien in 

einem Bauteil sind möglich, wenn spezielle Materialeigenschaften 

gefragt sind. 

additive: Wo liegen die Stärken der Hybrid-Anlagen? 

Wolpiansky: Hybrid-Anlagen wie die 

Lasertec 65 3D hybrid haben den unschätzbaren Vorteil, 

dass ein Werkstück sowohl generativ aufgebaut als 

auch subtraktiv zerspant werden kann – alternierend 

in einer Aufspannung. Dadurch erreicht man in der 

Fräsbearbeitung Stellen, die nach weiteren Aufbauprozessen 

später nicht mehr erreichbar sind. Darüber 

hinaus ermöglicht das Fräsen eine Bearbeitung in 

Fertigteil qualität. 

additive: In welche Branchen verkaufen sie die SLM- 

Maschinen? 

Wolpiansky: Es gibt Anwendungen in allen Branchen – 

von der Luftfahrtindustrie bis hin zur Dentaltechnik. 

Die Lasertec SLM Maschinen sind auf die Fertigung 

komplexer Bauteile mit hoher Funktionsintegration 

ausgelegt, beispielsweise Kühlkanäle in Zerspanungswerkzeugen. 

Das Pulverbettverfahren ist bei Losgröße 1 

oder Kleinserien mit hoher Varianz sehr wirtschaftlich. 

Immer wichtiger wird branchenübergreifend auch die 

Ersatzteilfertigung. 

Das Portfolio umfasst vier vollständige 

Prozessketten für additive Verfahren 

mit der Pulverdüse und im Pulverbett. 



Interview des Monats 

additive: Wie weit ist die SLM-Technologie vom Einsatz 

in der Serienfertigung entfernt? 

Wolpiansky: Die Medizintechnik nutzt sie bereits in 

der Serienfertigung. Individuelle Implantate, Prothesen 

und Dentalapplikationen werden erfolgreich im Pulverbettverfahren 

hergestellt. Die Luftfahrtindustrie befindet 

sich an der Schwelle zur Serienproduktion. Hier sind 

SLM-Bauteile bereits im Zertifizierungsprozess. Der 

Motorsport und der allgemeine Maschinenbau fertigen 

Kleinserien. Auch DMG Mori verwendet additiv gefertigte 

Komponenten in seinen Maschinen, darunter ein 

Filter für die Lasertec SLM Baureihe, eine Pulverdüse 

für die Lasertec 65 3D und eine Kühlmittel-Ringdüse 

für die Ultrasonic-Baureihe. 

additive: Wie könnten voll automatisierte SLM- 

Anlagen aussehen? 

Wolpiansky: Ein erster Ansatz ist die Automatisierung 

des Pulvermanagements, wo wir mit dem Replug-Pulvermodul 

bereits sehr weit vorne sind. Einrichten und 

Bauteil-Handling inklusive Entpulvern lassen sich über 

neue Maschinenkonzepte oder mithilfe externer Roboter 

ebenfalls automatisieren. 

additive: Wie schnell kann mit den Replug-Modulen ein 

Pulverwechsel erfolgen? 

Wolpiansky: Die Replug-Pulvermodule erlauben einen 

Pulverwechsel in zwei Stunden. Das ist die schnellste 

Möglichkeit am Markt. 

additive: In welche Richtung werden sich die SLM-Anlagen 

in Zukunft entwickeln? 

Wolpiansky: Der industrielle Einsatz von Pulverbettmaschinen 

setzt sowohl eine gleichbleibende und hohe 

Qualität voraus als auch eine gesteigerte Produktivität. 

Da die Maschinenverfügbarkeit ebenfalls ein entscheidendes 

Kriterium ist, stehen automatische Monitoring- 

Lösungen im Entwicklungsfokus, die verlässlich bewerten 

können, ob ein gefertigtes Teil der geforderten Qualität 

entspricht. 

additive: Was können wir softwareseitig Neues beim 

3D-Druck erwarten? 

Wolpiansky: Innovative Software-Features tragen zur 

Produktivität bei, beispielsweise optimierte Belichtungsstrategien 

oder die Kontrolle der Bauplattformtemperatur 

– zwei neue Optomet Funktionen, die wir auf der 

EMO präsentieren. Optomet Max. Power sorgt für optimierte 

Belichtungsstrategien und eine verbesserte Ausnutzung 

der Maschinenperformance, was bis zu 50 Prozent 

höhere Aufbauraten ermöglicht. Mit Optomet 

Temperature Control reduzieren wir die Eigenspannungen 

im Bauteil durch aktive Regelung der Bauplattformtemperatur. 

Das schafft konstante Bedingungen in der 

Prozessebene. 

Die Pulverbettmaschinen der 

Lasertec SLM Baureihe sind 

für eine produktive Herstellung 

komplexer Werkstücke 

konzipiert. Bild: DMG Mori 

Vier Prozessketten für Pulverbett und Pulverdüse 

Vier vollständige Prozessketten für additive Verfahren mit Pulverbett und 

Pulverdüse machen DMG Mori zu einem globalen Full-Liner im Additive 

Manufacturing. Die Pulverbettmaschinen der Lasertec-SLM-Baureihe sind 

für eine produktive Herstellung komplexer Werkstücke konzipiert. Die Präzision 

des selektiven Laserschmelzens realisiert anspruchsvolle Geometrien, 

die mit konventionellen Methoden nicht zu fertigen sind. 

Die Baureihe umfasst die Lasertec 30 SLM 2nd Generation mit einem 

Bauraum von 300 × 300 × 300 mm und die aufgrund ihres Fokusdurchmessers 

von lediglich 35 μm sehr genaue Laserec 12 SLM. Der schnelle 

Pulverwechsel mittels Replug-Pulvermodul erfolgt in unter zwei Stunden. 

Die Optomet-Software ermöglicht eine automatische Berechnung der Prozessparameter 

in Tagen statt in Monaten. Beispielsweise lassen sich 

Schichtstärken frei berechnen, was einen schnelleren und produktiveren 

Aufbau ermöglicht. 

Als Pulverdüsenmaschine vor allem für größere Werkstücke bis Ø 500 x 400 mm und einem Gewicht von 600 kg vereint die 

Lasertec 65 3D hybrid den Aufbau von Werkstücken mittels Laserauftragsschweißen und die 5-Achs-Simultan-Fräsbearbeitung 

in einer Aufspannung. Dieser hybride Ansatz ermöglicht die Herstellung hochkomplexer Geometrien in Fertigteilqualität 

sowie den Einsatz unterschiedlicher Materialien in einem Werkstück. Zur EMO präsentiert DMG Mori die Lasertec 65 3D hybrid 

mit einer Reihe von Überwachungs- und Kalibriersensoren, die die Prozesssicherheit erhöhen und die Qualität der additiv gefertigten 

Bauteile steigern. Darüber hinaus eignet sich das Laserauftragsschweißen für die Reparatur von Werkzeugen. Auf der 

EMO zeigt DMG Mori hierfür ein automatisiertes Konzept. 

■ 


additive: Was beinhaltet das DMG Mori Qualified Products 

Programm für die Additive Fertigung in Richtung 

Materialien? 

Wolpiansky: Wir haben das Programm der 

DMG Mori Qualified Products nach den bisherigen 

Produktkategorien „Zerspanen“, „Handhaben“, „Messen“ 

und „Überwachen“ auf Peripherie- und Zubehörkomponenten 

für die Additive Fertigung erweitert. Im 

Mittelpunkt stehen einerseits die offene Pulverwahl sowie 

andererseits der qualifizierte und ganzheitliche Pulverkreislauf. 

Die Pulverrückführung und Wiederaufbereitung 

mit ausgewählten DMQP-Partnern bietet eine 

wirtschaftliche Möglichkeit, hochpreisige Pulvermaterialien 

zu verarbeiten. 

additive: Was wird DMG Mori im Bereich AM auf der 

EMO 2019 zeigen? 

Wolpiansky: Auf der EMO präsentieren wir für die 

Lasertec SLM Baureihe ein Nullpunktspannsystem, das 

die Pulverbettmaschine noch besser in eine Prozesskette 

mit nachgelagerter CNC-Bearbeitung integriert, da viele 

Anwender mit dem Pulverbettverfahren einen bestehen- 

„Unsere Anlagen 

sind Teil eines 

neuen Prozessdenkens 

und somit 

die perfekte 

Ergänzung in einer 

zukunftsorientierten 

Fertigung.“ 

den Maschinenpark in der Zerspanung ergänzen. Darüber 

hinaus präsentieren wir die Optomet Software und 

unser umfassendes Beratungsangebot mit Additive Intelligence 

durch die DMG Mori Academy. ■ 

DMG Mori 

https://de.dmgmori.com 

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01Anlagen 

Leistungsfähiges Werkzeug 

zur additiven 

Fertigung, der Dohle 

Industrie-Extruder 

Exon 10 Robot. Bild: Herz 

Additive Fertigung im freien Raum mit hoher Ausbringung 

Roboter druckt mit 

leistungsfähigem Extruder 

Die Dohle Industrie-Extruder Exon kommen bei Unternehmen in der 

Fügetechnik zum Einsatz. Mit dem neuen „Servo-Drive“-angetriebenen 

Industrie-Extruder Exon 10 Robot setzt man nun auch auf 

die additive Fertigung. Zur Messe „K“ in Düsseldorf wird die Lösung 

vorgestellt. 

■■■■■■ Der Exon 10 Robot ist als Werkzeug konzipiert, 

das sowohl in Verbindung mit einem Robotersystem 

als Träger Produkte im Rahmen der additiven Fertigung 

herstellt, als auch in Fertigungsstraßen stationär 

zum Einsatz kommt. Das Gerät kann so unterschiedliche 

Anforderungen in der Fertigung berücksichtigen. Er 

ist nicht nur leicht, sondern auch kompakt gebaut und 

verarbeitet unterschiedliche Kunststoffarten mit Granulatzuführung. 

Dies kann sowohl über einen Behälter, als 

auch über eine Saugleitung erfolgen. 

Steuerungstechnisch wird das Bauteil als „eigene 

Achse“ in das Robotersystem eingebunden. Über 

Schnittstellen und entsprechende Steuer-Codes wurden 

Softwarelösungen entwickelt, die sich kommunikativ in 

den vorhandenen Prozess einbringen und eine komplette 

Vernetzung sicherstellen 

Mit dem Einsatz im freien Raum – nur begrenzt 

durch die Länge des Roboterarms – lassen sich Produkte 

aus Kunststoff nach dem FDM-Verfahren (Fused Deposition 

Modeling) herstellen. Über die Strangablage in 

alle Richtungen werden so komplexe Bauteile gefertigt, 

und das mit einem Ausstoß von 0,4 bis 6 kg pro Stunde 

und einer Geschwindigkeit, die ältere Generationen von 

3-D-Druckern in den Schatten stellt. Waren diese früher 

zum Teil tagelang mit dem Aufbau von Teilen beschäftigt, 

so reichen mit dem Exon 10 Robot jetzt Minuten, 

wenn es hochkommt wenige Stunden, um ein Bauteil 

additiv zu produzieren. Das hohe Maß an Rohstoffverarbeitung 

sowie die beträchtliche Zeitersparnis des Robot-Werkzeugs 

sind Vorteile, die in der additiven Fertigung 

zu effektiveren Ergebnissen führen. 

Für alle gängigen Kunststoffe geeignet 

Der Extruder verarbeitet alle gängigen Kunststoffe, die 

derzeit auf diesem Gebiet Verwendung finden. Mittels 

unterschiedlicher Düsen von 2 mm bis 6 mm ergibt sich 

eine Düsengeometrie, die mit ihren Querschnitten direkten 

Einfluss auf die Oberflächenstruktur nimmt. Sollte 


die Oberfläche noch feiner oder glatt werden, können 

Fräswerkzeuge an einem nachgeschalteten Roboterarm 

die Bearbeitung durchführen. Es lassen sich ebenfalls 

mit Glasfasern, Kohlefasern oder anderem gefüllte 

Werkstoffe verarbeiten. 

Das neue Produkt zeigt seine Klasse weiterhin durch 

eine Schneidevorrichtung, die ein sicheres Stoppen, bzw. 

Wiederanfahren des Kunststoffstrangs ermöglicht. Die 

zum Patent angemeldete Vorrichtung unterbindet so 

wirksam das „Nachziehen“ des Kunststoffstrangs beim 

Versetzen des Werkzeugs. Der Extruder kann jetzt jederzeit 

stoppen und sauber wieder zum Fortgang der Arbeiten 

ansetzen. 

Leistungsfähiges Werkzeug für die additive Fertigung 

Nutzer von Robotersystemen wollen Lösungen für den 

Einsatz in der Fertigungsanlage. Dohle liefert mit dem 

Industrie-Extruder Exon 10 Robot ein Zusatzgerät, ein 

Werkzeug, das mit hoher Durchsatzleistung, wenig Zeitaufwand 

und der Verarbeitung aller gängigen Kunststoffarten 

punktet. Der Anwender findet so eine Lösung, 

die in vorhandene Robotersysteme einzubringen 

ist. Der Dohle-Extruder lässt sich aber nach wie vor 

auch in der klassischen Fügetechnik einsetzen. ■ 

Dohle Extrusionstechnik GmbH 

www.dohle-extruder.de 

Herz GmbH 

www.herz-gmbh.com 

Jeder Kunststoffstrang kann jetzt 

gestoppt werden; kein „Kaugummi- 

ziehen“ mehr dank patentierter 

Schneidvorrichtung am Dohle Exon 

10 Robot. Bild: Herz 

Für technischeund Hochleistungskunststoffe wie PETG, ABS, TPC (TPU), aber auch PP, PEEK und PPS 

Allrounder für Werkstoffextrusion 

Mit der Hage-3D 84L bietet der österreichische 

Hersteller von industriellen 

3D-Druckern Hage-3D ein gefragtestes 

Modell aus dem Bereich der 

industriellen Werkstoffextrusion an. 

Bild: Hage-3D 

■■■■■■ Mit dem Hage-3D 

84L bietet der österreichische 

Hersteller von industriellen 

3D-Druckern Hage-3D ein Modell 

aus dem Bereich der industriellen 

Werkstoffextrusion an. 

Das Preis-Leistungs-Verhältnis, 

die hohe Materialvielfalt sowie 

die Präzision machen den industriellen 

3D-Drucker zum Allrounder, 

so der Hersteller. Der 

Bauraum (400 x 600 x 350 mm) 

wartet mit einem bis zu 160 °C 

beheizbaren Druckbett auf. Mit 

einer Düsentemperatur von bis 

zu 450 °C können technischeund 

Hochleistungskunststoffe 

wie PETG, ABS, TPC (TPU), 

aber auch PP, PEEK und PPS 

präzise extrudiert werden. Ein 

weiteres Highlight des Hage-3D 

84L ist der wassergekühlte 

HFFS-Druckkopf, der für eine 

konstante Temperatur während 

des gesamten Druckvorgangs 

sorgt. 

Hage-3D startete einst als 

Business Unit des Sondermaschinenherstellers 

Hage Sondermaschinenbau 

im österreichischen 

Obdach. Mittlerweile 

hat das Unternehmen von Kanada 

über Europa bis nach China 

mehrere Hundert Kunden. Das 

Unternehmen verfügt mit Obdach 

und Graz über zwei Standorte, 

die, aufgrund des stetigen 

Wachstums, permanent expandieren. 

■ 

Hage-3D GmbH 

www.hage3D.com 


01Anlagen 

Kompakte Maschine mit vier 500-Watt-Lasern sorgt für hohe Produktivität 

Produktivität ohne 

Kompromisse 

Vom 16. bis 21. September 2019 wird Renishaw, der Hersteller von 

Produkten für die industrielle Messtechnik und für die additive Fertigung, 

seine Hard- und Softwarelösungen für die additive Fertigung 

auf der EMO Hannover 2019 vorstellen. 

■■■■■■ Renishaw wird auf der EMO 2019 seine 

Produktpalette an produktiven Additive-Manufacturing-Technologien, 

einschließlich des neuesten Systems, 

dem Vier-Laser Ren-AM 500Q System, vorstellen. Die 

kompakte Maschine mit vier 500-Watt-Lasern, erhöht 

die Produktivität deutlich in der am häufigsten eingesetzten 

Plattformgröße und verbessert dabei die Qualität 

der produzierten Komponenten. 

Das Ren-AM 500Q beschleunigt den Herstellungsprozess 

um bis zu viermal, erweitert die Marktattraktivität 

von AM auf Metallbasis auf Anwendungen, die 

bislang unwirtschaftlich waren und führt die Technologie 

in neue Industriezweige ein. Renishaw hat die Maschine 

wettbewerbsfähig auf den Markt gebracht und 

damit sichergestellt, dass die Kunden den Vorteil niedriger 

Kosten pro Teil genießen, ohne dass die Präzision 

Das AM-Teil wird bei Atherton noch fertig bearbeitet. Bild: Renishaw 

oder Qualität eines Standard-Einzellasersystems daran 

leidet. 

Die kritische Technologie im Kern des Ren-AM 

500Q ist das optische System und die Steuersoftware. 

Laserstrahlen treten über vier Kanäle in das System ein, 

wo sie dynamisch fokussiert und in einen einzigen, thermisch 

gesteuerten Galvanometer (‚Galvo‘)-Halter gerichtet 

werden. Der Galvohalter enthält vier Paar digital 

gesteuerter Spiegel, die den Laser so führen, dass der gesamte 

Arbeitsbereich des Pulverbetts abgedeckt ist. 

Alle vier Laser können simultan eingesetzt werden 

„Renishaws additive Fertigungsmaschinen und optische 

Systeme werden von uns entwickelt, konstruiert und 

hergestellt, wodurch wir eine außergewöhnlich gute 

Kontrolle über die Systemleistung haben“, erklärt Robin 

Weston, Marketing Manager in der Produktabteilung 

für die additive Fertigung. „Dank des innovativen 

Das Ren-AM 500Q beschleunigt den Herstellungsprozess, 

erweitert die Marktattraktivität von AM auf Metallbasis 

auf Anwendungen, die bislang unwirtschaftlich 

waren und führt die Technologie in neue Industriezweige 

ein. Bild: Renishaw 


Atherton Bikes druckt Verbindungsrohre aus Titan 

Designs des optischen Systems und durch die Integration 

der digitalen Steuerungen und dynamischen Fokussierung 

können alle vier Laser simultan auf dem Pulverbett 

eingesetzt werden – das erhöht die Geschwindigkeit, 

Produktivität und Fähigkeit der Maschine.“ 

„Die additive Fertigung ist ein wichtiges Instrument 

des optischen Systems“, so Weston. „AM wird zur Herstellung 

der Galvanometerhalter verwendet und ermöglicht 

eine engere Eingliederung der Spiegel und die Integration 

von internen, konturangepassten Kühlkanälen, 

um eine exakte thermische Stabilität zu wahren“. 

Stabile Prozessumgebungen 

Renishaw ist Innovator und führendes Unternehmen in 

der Erzeugung stabiler Prozessumgebungen und somit 

sehr gut in der Lage, die zusätzlichen Prozessemissionen, 

die aufgrund der mehrfachen Laser entstehen, zu 

bewältigen. Ein Abgasrückführungssystem für Schutzgas, 

einschließlich eines Zyklon-Vorfilters und Gas- 

Zwischenkühlers, schützt die Lebensdauer des Filters 

und bietet konsistente saubere Verarbeitungsbedingungen 

während der gesamten Bearbeitungszeit. 

Das neue System baut auf der Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit 

des Einzellasers Ren-AM 500M auf 

und integriert die dualen Safe-Change-Filter mit automatischem 

Wechsel, um die manuellen Eingriffe minimal 

zu halten. 

Zusätzliche Untersuchungen haben gezeigt, dass der 

Zustand des Pulvers für einen maximalen Wiedereinsatz 

bewahrt wird, was abermals die Teilekosten senkt. 

Zusammenarbeit mit Sandvik Additive Manufacturing 

Renishaw hat kürzlich eine Zusammenarbeit mit Sandvik 

Additive Manufacturing gestartet, um dem Unternehmen 

das hochproduktive Multilaser-System bereitzustellen. 

Diese Installation wird Sandviks bestehende 

Technologien ergänzen, die Druckkapazität der Firma 

erheblich steigern und ihre Position am wachsenden 

AM-Markt stärken. Die beiden Unternehmen möchten 

künftig außerdem in Bereichen wie Materialentwicklung, 

AM-Verfahrenstechnik und Nachbearbeitung zusammenarbeiten. 

Renishaw bringt sein AM-Knowhow auch ein, um verschiedenen 

Unternehmen bei der Entwicklung neuer 

Produkte zu helfen. Wie zum Beispiel die Mountainbike-Marke 

Atherton Bikes, die mit Renishaw zusammenarbeitet, 

um Verbindungsrohre aus Titan für den 

Fahrradrahmen additiv herzustellen. Durch den Einsatz 

von Ren-AM 500Q können die Produktionsraten erhöht, 

Teile schnell entwickelt und kundenspezifisch dem 

Fahrer angepasst werden. Üblicherweise musste man einen 

großen Aufwand rund um den Werkzeugbau betreiben. 

Die additive Fertigung ist jedoch ein digitaler Prozess: 

Die Muffen können nun über ein CAD-Programm 

sehr viel einfacher modifiziert und effizient und mit hohem 

Standard produziert werden. 

Da die Anzahl der Unternehmen, die die additive Fertigungstechnologie 

verwenden, steigt, hat Renishaw einen 

AM-Ratgeber herausgebracht, der Unterstützung 

bietet. Dieser Ratgeber ist ein Sonderbereich der Unternehmenswebsite, 

wo Kunden und die Fachwelt aktiv 

lernen und Informationen erhalten können. Im Ratgeber 

enthalten sind Videos, Anwenderberichte, Sonderbeiträge, 

Branchennachrichten und Stellungnahmen, um 

dem Leser die Vielzahl an Möglichkeiten, die bei Einsatz 

von additiven Fertigungstechnologien zur Verfügung 

stehen, zu demonstrieren. 

Der AM-Ratgeber enthält außerdem eine Sammlung 

an technischen Artikeln von Renishaws Industrieexperten, 

einschließlich des LinkedIn-Bloggers, Marc Saunders 

sowie Martin McMahon, einem Experten in AM- 

Anwendungen. 

■ 

Renishaw GmbH 

www.renishaw.de 

Die Mountainbike- 

Marke Atherton Bikes 

arbeitet mit Renishaw 

zusammen, um Verbindungsrohre 

aus Titan 

für den Fahrradrahmen 

additiv herzustellen. 

Bild: svenmartinphoto/Renishaw 



Additive Fertigung reif für die Medizintechnik 

3D-gedruckte Implantate 

für die halbe Welt 

Mit dem von Trumpf entwickelten 3D-Drucker Truprint 1000 druckt 

die russische Firma Conmet Gesichts- und Kieferimplantate für den 

GUS-Markt und bald auch für Europa. Auch Teile für den Wirbel - 

säulenbereich und Serienprothesen sollen künftig im Pulverbett 

entstehen. 

■■■■■■ Ein Chirurg ist manchmal auch 

Schlosser und Künstler zugleich. Bei Implantationen 

im Gesicht muss er noch während 

der Operation das Implantat aus einer 

Titan-Lochplatte ausschneiden und es an 

den Patienten anpassen. Das bedeutet Zeit- 

ihn zugeschnittenes CAD-Modell, konstruiert 

das Implantat und der Drucker kann 

loslegen. Komplexe, personalisierte Geometrien 

schafft die Anlage mühelos. Weiterhin 

ermöglicht die Technologie besonders günstige 

Materialeigenschaften. 3D-gedruckte 

Ein Laser schmilzt die 

Geometrie der Implantate 

passgenau aus dem 

Pulverbett heraus. 

Bild: Trumpf 

Prothesen punkten zum Beispiel mit einer 

hohen Dämpfung und bleiben gleichzeitig 

stabil. Ebenso lassen sich Implantate mit poröser 

Struktur drucken, die gut mit gesundem 

Gewebe verwachsen, gleichzeitig aber 

fest und langlebig sind. 

3D-Druck ist zudem ein geeignetes Verfahren, 

um Einzelanfertigungen wirtschaftlich 

herzustellen. Da die Implantate bereits 

passend aus dem Drucker kommen, entfällt 

das Zuschneiden im Operationssaal. Ärzte 

erhalten gereinigte und sterile Implantate, 

die sie direkt einsetzen können. Ein weiterer 

Mehrwert: 3D-Druck ist besonders ressourceneffizient, 

da keine Späne als Abfallprodukt 

anfallen. In Branchen wie der Medizintechnik, 

die meist mit teuren Titanlegierungen 

arbeitet, lassen sich damit Materialkosten 

sparen. Auch hohe Werkzeugkosten, die 

zum Beispiel durch den Verschleiß beim 

Drehen oder Fräsen anfallen, verringern 

sich mit der additiven Bauweise. 

Die Firma Conmet, führend in der Gesichtschirurgie 

und der Implantologie, kam 

schon vor zehn Jahren auf die Idee, mit 

druck und Stress, und es kann zu Qualitätsschwankungen 

kommen. Mit 3D-Druck ist 

es möglich, Implantate passgenau herzustellen 

und schon im Vorfeld für die Operation 

vorzubereiten. So nutzt die Firma Conmet 

in Moskau den 3D-Drucker Truprint 1000 

von Trumpf, um Gesichts- und Kieferimplantate 

herzustellen. 

Die Vorteile des 3D-Drucks in der Medizintechnik 

liegen auf der Hand: Man ermittelt 

die Daten des Patienten, erstellt ein auf 

Kompakte Laserschmelzanlage: 

Die Truprint 

1000 von Trumpf. 

Bild: Trumpf 


3D-Druck Gesichtsimplantate zu fertigen. 

Damals waren aber die Technologien noch 

nicht ausgereift. Conmet habe einige Benchmarkteile 

bei verschiedenen Anlagenherstellern 

drucken lassen, sei aber mit der Qualität 

nicht zufrieden gewesen, erinnert sich 

Andreas Margolf, Projektverantwortlicher 

aus dem Bereich Additive Manufacturing 

bei Trumpf. 

Im Jahr 2017 wagte das Unternehmen einen 

neuen Versuch und informierte sich bei 

Trumpf über die Fortschritte. „Bei einem 

zweiten Termin in Ditzingen haben unsere 

Experten zwei Tage lang die Fragen von 

Conmet beantwortet“, erinnert sich Margolf. 

„Zeitgleich liefen unsere Anlagen und 

fertigten die Benchmarkteile des Kunden.“ 

Dieses Mal haben die Qualität der Teile 

und das Konzept der Anlage gestimmt. Conmet 

wollte außerdem mit einem Partner zusammenarbeiten, 

der das Unternehmen 

beim Prozess unterstützt. „Trumpf ist der 

einzige Anbieter von 3D-Druck am Markt, 

der die Laser samt optischer Komponenten 

für die Anlagen selbst entwickelt“, erklärt 

Margolf. „Außerdem blickt Trumpf auf 

jahrzehntelange Erfahrung bei Werkzeugmaschinen 

und Services zurück. Damit ist 

Trumpf in der Lage, Conmet bei allen Prozessfragen 

zur Seite zu stehen.“ 

Kurze Rüstzeit und kompaktes Format 

Im ersten Schritt galt es, die optimale Anlage 

und die passenden Parameter für die Anforderungen 

von Conmet zu ermitteln. 

Schnell habe man sich auf den 3D-Drucker 

Truprint 1000 mit einem Fokusdurchmesser 

von 30 μm geeinigt. Die Anlage ist besonders 

kompakt und lässt sich problemlos in 

der Produktionsstätte von Conmet errichten. 

Der von Trumpf entwickelte 200 W 

starke Faserlaser als Strahlquelle verarbeitet 

die in der Medizintechnik gängigen Titanlegierungen 

problemlos. 

Bei der Wahl des Fokusdurchmessers, mit 

dem der Laserstrahl auf das Pulverbett gerichtet 

wird, war Feingefühl gefragt. „Unsere 

Testreihe hat gezeigt, dass bei einem Fokusdurchmesser 

von 30 μm die Oberflächenrauigkeit 

um zirka 20 % besser ist als 

bei einem größeren Fokusdurchmesser“, so 

Margolf. „Der Prozess dauert damit zwar 

Conmet erstellt mit dem 3D-Drucker 

Truprint 1000 maßgeschneiderte 

Gesichtsimplantate. Bild: Trumpf 

länger und ist etwas teurer, das ist in der 

Medizintechnik aber nicht entscheidend.“ 

Das Titanpulver, aus dem die Implantate 

gefertigt werden, erhält Conmet ebenfalls 

von Trumpf. „20 kg Pulver für beide Titanlegierungen 

sowie die dazuge hörigen Parameter 

haben wir an Conmet ausgeliefert“, 

berichtet Margolf. Damit stellt das Unternehmen 

sicher, dass alle gedruckten Implantate 

reproduzierbare Materialqualität aufweisen. 

3D-Druck spart 40 % Herstellungskosten 

Seit Anfang 2018 ist die Truprint 1000 bei 

Conmet in Moskau im Einsatz. Das Unternehmen 

produziert damit Gesichtsimplantate, 

unter anderem für Krebspatienten, sowie 

Kieferimplantate für den GUS- und den europäischen 

Markt. Krankenhäuser liefern 

dafür die CT-Daten ihrer Patienten an Conmet. 

Dort konstruieren die Ingenieure in 

Abstimmung mit dem Chirurgen das Implantat 

und drucken es aus. „Wir fertigen 

mit der Truprint 1000 aktuell 60 Implantate 

pro Monat, planen aber, die Produktion um 

10 % zu steigern“, erklärt Nadeschda Morozova, 

Projektverantwortliche bei Conmet. 

Die 3D-gedruckten Ersatzkörperteile 

weisen nicht nur eine besonders hohe Gesamtqualität 

auf, sie sind auch deutlich 

günstiger. „Gegenüber den herkömmlichen 

Verfahren wie Fräsen und Drehen sparen 

wir jetzt 40 % der Herstellungskosten“, 

sagt Morozova. Conmet will den 3D-Druck 

in naher Zukunft auch für kundenspezifische 

Prothesen im Wirbelsäulenbereich nutzen. 

Außerdem ist geplant, neben individualisierten 

Maßanfertigungen auch Serienprothesen 

herzustellen. Dafür stockt das Unternehmen 

den Maschinenpark auf und setzt 

erneut auf Trumpf-Technologie. Eine Truprint 

3000 mit größerem Bauraum solle es 

sein, sagt Moro zova. 

Unterstützung vor Ort und in Landessprache 

Die Medizintechnikprodukte von Conmet 

sind nach europäischen Normen zertifiziert. 

Die 3D-gedruckten Implantate sind zudem 

ideal aufeinander abgestimmt, weil Trumpf 

nicht nur den 3D-Drucker, sondern auch 

das Zubehör liefert. Dazu zählen das Beschichterwerkzeug, 

die Substratplatte, die 

Software oder die Parameter. Falls Conmet 

Fragen rund um den 3D-Druck hat, stehen 

dem Unternehmen immer die Experten der 

Trumpf-Gruppe Moskau vor Ort und in 

Landessprache zur Seite. „Uns ist es wichtig, 

dass der Kunde die Anlage nicht nur bei uns 

kauft, sondern damit auch Geld verdient“, 

erklärt Margolf. „Der Erfolg von Conmet 

bestätigt uns, dass Trumpf auf dem richtigen 

Weg ist.“ 

■ 

Trumpf GmbH & Co. KG 

www.trumpf.com 



Von Chirurgie bis Gewebedruck: Innovative Ansätze auf der Rapidtech 

3D-Druck inspiriert die 


Die Möglichkeiten der additiven Fertigung beflügeln die Entwicklung 

in zahlreichen Disziplinen – so auch in der Medizintechnik. 

Auf der Erfurter Kongressmesse Rapidtech + Fabcon 3D waren 

zahlreiche innovative Ansätze zu bestaunen, die von der computer - 

assistierten Geschichtschirurgie über produktivere Verfahren zur 

Herstellung von Dentalimplantaten und neuartigen Materialien für 

Knochenimplantate bis hin zum Aufbau biologischer Gewebestrukturen 

reichten. 

Autor: Dr. Frank-Michael Kieß 

Bauplattform der Truprint 1000 mit 

Zahnprodukten. Bild: Trumpf 

■■■■■■ Was additive Verfahren in Verbindung 

mit der inhärenten digitalen Prozesskette 

konkret in der Medizintechnik zu 

leisten vermögen, verdeutlichte Prof. Dr. Dr. 

Majeed Rana, leitender Oberarzt und stellvertretender 

Direktor der Klinik für Mund-, 

Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie am 

Universitätsklinikum Düsseldorf, in seiner 

Keynote am ersten Konferenztag. Er zeigte 

auf, wie durch Unfälle, Tumore oder angeborene 

Fehlbildungen hervorgerufene Defekte 

im Kiefer- und Gesichtsbereich heute mit 

computerassistierter Chirurgie und additiven 

Verfahren vollständig und meist mit nur einer 

Operation beseitigt werden können. 

CAD-Software und 3D-Druck werden 

dabei zu entscheidenden Hilfsmitteln für 

den Chirurgen. Damit könne er eine Operation 

punktgenau planen und die benötigten 

Implantate patientenspezifisch anfertigen 

lassen. Gegenüber konventionellen Mitteln 

sei das ein Quantensprung, so Rana. Drei 

Wünsche hat er an die Hersteller und 

Dienstleister im 3D-Druck für den medizinischen 

Bereich: Benutzerfreundlichkeit aller 

Produkte und Tools, eine einheitliche Sprache 

in Medizin und Industrie und noch 

mehr Schnelligkeit, um Anwendungen praktisch 

einzusetzen. Seit die betreffenden Verfahren 

von den Krankenkassen erkannt 

wurden, sei die Nachfrage stark gestiegen, 

und die Fertigungsunternehmen kämen mit 

der Produktion kaum nach. 

Grund sei zum einen, dass sie 

vom Boom überrascht wurden. 

Zum anderen schreckten auch 

die langwierigen und teuren 

Zulassungsverfahren manchen 

Hersteller ab. 

Die Möglichkeit, mithilfe des 

3D-Drucks Implantate passgenau 

herzustellen und schon im Vorfeld für 

die Operation vorzubereiten, nutzen auch 

andere. So nutzt etwa die Moskauer Firma 

Conmet eine Laserschmelzanlage Truprint 

1000 von Trumpf, um Gesichts- und Kieferimplantate 

herzustellen (siehe Seite 34). 

Zunehmend etabliert sich der 3D-Druck 

in der Zahnmedizin. Zahnersatz konventionell 

herzustellen, ist aufwendig und dauert 

lange. 3D-Druck ermöglicht nicht nur eine 

bessere Qualität, sondern spart auch Zeit 

und Kosten. Auch hier ist die Digitalisierung 

ein Schlüssel zu mehr Produktivität – aber 

auch leistungsfähigere Anlagentechnik, wie 

Trumpf sie auf der Rapidtech präsentierte. 

Im Mittelpunkt stand dabei wiederum der 

3D-Drucker Truprint 1000 mit Multilaser- 

Prinzip. 

Komplexe Geometrien auf engstem Raum 

Gegenüber dem Fräsen oder Gießen bietet 

der 3D-Druck viele Vorteile. Einer der wichtigsten: 

Er spart Platz. So ist ein Zahn von 

Natur aus nicht groß. Bei der Zahnpräparation 

muss der Zahnarzt den Nerv des Zahnes, 

die sogenannte Pulpa, schützen. Dafür 

lässt er etwas vom Zahnbein, dem Dentin, 

um den Nerv herum stehen. Das sind allerdings 

schlechte Voraussetzungen für den 

Zahntechniker. Dieser benötigt einen möglichst 

runden „Restzahn“, um den Zahnersatz 

passgenau herzustellen. Eckige Konturen, 

wie er sie nach der Vorarbeit des Zahntechnikers 

oft vorfindet, kann seine Fräsmaschine 

nicht abbilden. 

Ein 3D-Drucker kennt solche Probleme 

nicht. Er kann auf engstem Raum genau die 

Geometrie aufbauen, die der Patient benötigt. 

„Außerdem brechen die Werkzeuge 

nicht ab, wie es zum Beispiel beim Fräsen 

der Fall sein kann“, sagt Hindrik Dehnbostel, 

der Inhaber und Gründer von Cadspeed. 

Das Unternehmen sitzt in Nienhagen bei 

Hannover und beliefert Dentallabore, 

Zahnärzte und Kieferorthopäden mit Zahnprodukten. 

Mit der Digitalisierung und dem 

3D-Druck gehe es schneller, ist Dehnbostel 

überzeugt. 


Computer-assistierte Verfahren und 

additiven Fertigung bringen gewaltige 

Vorteile für die Gesichtschirurgie, so 

Prof. Dr. Dr. Majeed Rana, der auf der 

Rapidtech ein 3D-gedrucktes Kopfmodell 

inspiziert. 

Bild: Messe Erfurt GmbH/Christian Seeling 

Erntete staunedne Blicke auf der Rapidtech: 

Das 3D-gedruckte Herz eines 

Forscherteams aus Tel Aviv. 

Bild: Dr. Frank-M. Kieß/Konradin 

Hohe Zeitersparnis und weniger Material 

Außerdem verbraucht der Zahntechniker 

beim Fräsen oder Gießen viel Material. 

„Manchmal haben wir über 50 Prozent 

Ausschuss“, sagt Dehnbostel. Ein 3D-Drucker 

verwendet nur so viel Metallpulver, wie 

es das Bauteil erfordert. Überschüssiges Pulver 

kann der Zahntechniker am Ende des 

Druckvorgangs wiederverwenden. Das 

spart Geld und schont die Umwelt. Außerdem 

ist der 3D-Druck zeitsparender. Wohingegen 

ein Zahntechniker es kaum schafft, 

eine Zahneinheit in weniger als 30 Minuten 

herzustellen, schafft ein 3D-Drucker bis zu 

70 Teile pro Durchlauf in zwei bis drei Stunden. 

Pro Zahneinheit sind das weniger als 

drei Minuten. „Wenn wir ausgelastet sind, 

ist der 3D-Druck deutlich schneller“, sagt 

Dehnbostel. 

Nicht nur für die Fertigung bringt der 

3D-Druck Vorteile, auch die Vorarbeit geht 

schneller. Anstelle der Gipsmodelle können 

Zahntechniker mit digitalen Datensätzen 

arbeiten. Hierfür muss 

der Zahnarzt das Gebiss des Patienten 

mit einem sogenannten 

Intra-Oral-Scanner erfassen. In 

Echtzeit generiert die Software 

mit den Aufnahmen ein 3D-Modell 

des Gebisses. Dieses kann 

der Zahnarzt direkt an das 

Zahnlabor weiterleiten. „Wir 

brauchen keine Silikonabdrücke und Gipsmodelle 

mehr. Auch der Versand fällt weg“, 

sagt Dehnbostel. 

Bei Cadspeed steht seit November 2017 

ebenso ein 3D-Drucker Truprint 1000 von 

Trumpf. Bei seiner Zahntechnik-Roadshow 

ist Dehnbostel auf die Anlage im Kleinformat 

aufmerksam geworden. „Nach einer 

dreimonatigen Testphase haben wir die Anlage 

gekauft. Wir produzieren damit fünf 

Tage die Woche im Dreischichtbetrieb“, sagt 

Dehnbostel. 

Noch ein Stück weg von der industriellen 

Anwendung, doch nicht weniger inspirierend 

wirken die Projekte, die Forscher aus 

aller Welt im Rahmen der 3D-Pioneers 

Challenge vorstellten. Zum Gewinner in der 

Kateogrie Material kürte die hochrangig besetzte 

Jury Adam Jakus von Dimension Inx. 

Das Start-up ist 2017 aus dem Shah Tissue 

Engineering and Additive Manufacturing 

(TEAM) Laboratory der Northwestern University 

in Chicago hervorgegangen – mit der 

Idee, dass die größten Einschränkungen für 

die Anwendung des 3D-Drucks weniger in 

unzureichender Hardware oder Software, 

sondern vielmehr in der Verfügbarkeit geeigneter, 

funktionsfähiger, kosteneffizienter 

und skalierbarer Materialien lägen. 

Dass es auch anders geht, stellten die US- 

Amerikaner mit ihrem Beitrag „3D-Painted 

Hyperelastic Bone“ unter Beweis. Die Jury 

zeigte sich begeistert von dem „genialen flexiblen 

Material für Knochenimplantate“. 

Die 3D-gedruckte Biokeramik verwandelt 

sich nach der Implantation in natürliche 

Knochen und ist hochgradig verträglich. 

Organe aus dem Drucker 

In der Kategorie Medtech schließlich überzeugte 

das israelische Team um Nadav 

Noor mit Dr. Assaf Shapira, Dr. Tal Dvir, Dr. 

Reuven Edri, Idan Gal und Lior Wertheim 

der Tel Aviv University mit dem Projekt „3D 

Printing heart“ – einem 3D-gedruckten Herzen 

aus patienteneigenen Stammzellen und 

organischem Gewebe. Der Prototyp hat in 

etwa die Größe einer Kirsche und ist vergleichbar 

mit dem Herz eines menschlichen 

Fötus. Das Herz besteht aus Gewebe sowie 

Blutgefäßen und verfügt über Kammern. 

Schlagen kann es allerdings noch nicht. 

Zwar lassen sich durch den 3D-Druck die 

Zellen an der richtigen Stelle positionieren, 

aber sie müssen auch so zusammenarbeiten, 

dass sie Organfunktionen übernehmen können. 

Bis solche Organe einmal einem Menschen 

eingesetzt werden können, werde es 

also noch einige Jahre dauern, so die Forscher. 

■ 



Intelligente Knieorthese dank 3D-Druck und Sensorik 

Additive Fertigung hebt 

IoT-Potenzial 

Durch die Kombination von industriellem 3D-Druck, eingebetteter 

Sensorik und Konnektivität haben EOS und Blackbox Solutions eine 

maßgeschneiderte, intelligente Knieorthese entwickelt. Diese liefert 

Daten zur Kniebelastung in Echtzeit und hilft so, den Heilungsprozess 

zu verbessern. Damit zeigt die Machbarkeitsstudie das große 

Potenzial intelligenter Bauteile und Anwendungen und verdeutlicht 

den Mehrwert additiver Fertigung. 

Autor: Rainer Salzberger, Digital Manufacturing Consultant, EOS 

■■■■■■ Es wurde schon viel über das Internet 

der Dinge (IoT) und die Vernetzung 

von Unterhaltungselektronik, Gebäudeinfrastruktur 

und auch Maschinenelementen 

berichtet. EOS, führender Technologieanbieter 

im industriellen 3D-Druck von Metallen 

und Kunststoffen, ist überzeugt, dass 

man das volle IoT-Potenzial durch den klugen 

Einsatz von additiver Fertigung ausschöpfen 

kann. Denn so lassen sich intelligente 

und vernetzte Komponenten wesentlich 

einfacher und zudem ökonomischer integrieren. 

Tatsächlich könnte die Kombination 

von Sensorik, Konnektivität und 

3D-Druck die Digitalisierung zu Anwendungen 

und Geschäftsszenarien führen, von 

denen heute – noch – niemand spricht. 

Die Vorteile von Sensorik und 3D-Druck 

Kombiniert man mechanische Designelemente 

mit eingebetteter Elektronik wie Mikrocontrollern, 

Sensoren und Konnektivität 

via Radiofrequenz (RF), werden diese heute 

als intelligente Bauteile – „Smart Parts“ – 

bezeichnet. Diese Bauteile ermöglichen ein 

maßgeschneidertes Produktdesign, das mittels 

hochpräziser, sicherer Datenübertragung 

in Echtzeit die Anforderungen spezifischer 

Nutzergruppen adressiert. 

Die additive Fertigung wiederum liefert 

unter anderem eine sehr hohe Gestaltungsfreiheit 

bei präziser Konstruktion sowie die 

Möglichkeit zur Funktionsintegration von 

Sensoren zur schnellen und gleichzeitig 

wirtschaftlichen Fertigung maßgeschneiderter 

Bauteile. Das erlaubt eine verkürzte Anlaufzeit 

für die Kleinserienproduktion und 

eine schnelle Markteinführung. 

Neuartige Lösung für altbekanntes Problem 

Dieser Ansatz lässt sich am Beispiel einer 

der häufigsten Knieverletzungen unter Beweis 

stellen: dem Kreuzbandriss. Verletzungen 

wie diese ziehen für gewöhnlich eine 

lange Genesungszeit nach sich, verbunden 

mit dem Risiko einer nur sehr zögerlichen 

Heilung oder sogar dauerhaften Beeinträchtigung. 

Die Gründe dafür sind in der Regel 

falsche Bewegungen oder eine zu starke Belastung 

des Knies während des Heilungsprozesses. 

Die Lösung wäre, Patienten direkt 

Rückmeldung bei falscher Belastung zu 

geben, ohne jedoch die Bewegungsmöglichkeiten 

massiv einzuschränken. 

Vor diesem Hintergrund haben die 

3D-Druckspezialisten von EOS Additive 

Minds gemeinsam mit den Sensorik-Experten 

von Blackbox Solutions eine in hohem 

Maße anpassbare, additiv gefertigte Knieorthese 

entwickelt, die mit integrierten Sensoren, 

der Fähigkeit zur Datenverarbeitung 

und RF-Konnektivität ausgestattet ist. Der 

Prototyp ist ein Beleg dafür, wie die verschiedenen 

Akteure rund um ein intelligentes 

Produkt wertvolle Echtzeiteinblicke 

Knieorthese mit integrierter Sensorik, Datenverarbeitung 

und RF-Konnektivität. Bild: EOS 


Eine App übermittelt die Sensordaten nach nutzerspezifischen 

Anforderungen Bild: EOS 

durch Sensordaten erhalten und wie diese 

für alle Beteiligten vorteilhaft genutzt werden 

können. 

Die primären Anforderungen an die 

Knieorthese wurden durch Interviews mit 

allen direkt oder indirekt beteiligten Nutzern 

ermittelt: Man befragte Patienten, Ärzte 

und Medizingerätehersteller, welche Daten 

beziehungsweise Informationen dazu 

beitragen würden, die Patientenerfahrung 

und die ärztliche Versorgung zu verbessern. 

Umfassende Analyse für komplette 

Genesung 

Der entwickelte Prototyp besteht aus einer 

eingebetteten technischen Lösung, die sowohl 

das Nachrüsten bei einer vorhandenen 

Knieorthese mittels eines additiv gefertigten, 

maßgeschneiderten Ersatzgehäuses erlaubt 

als auch die direkte Integration in eine komplett 

additiv gefertigte Orthese. In allen Anwendungsfällen 

ist das kompakte Format 

der Sensoren besonders platzsparend und 

unterstützt damit die Leichtigkeit und Ergonomie 

der Knieorthese insgesamt. 

Die gewählte Sensortechnologie für Winkel- 

und Kraftmessungen vereint hohe Präzision 

mit einem berührungslosen Konzept, 

was die Integration erheblich vereinfacht. 

Wi-Fi- und Bluetooth-Low-Energy-Kommunikation 

erlauben ein Echtzeit-Monitoring. 

Dieses kann entweder über eine direkte 

WLAN-Verbindung mit der Knieorthese 

oder über ein mobiles Gerät, z. B. ein 

Smartphone, als Benutzerschnittstelle und 

Controller gesteuert werden. 

Die Datenanalyse erfolgt dann entweder 

auf Remote-Servern, über eine Anwendung 

auf einem lokalen mobilen Gerät und/oder 

direkt über den in der Knieorthese eingebetteten 

Prozessor. Wichtig ist, dass die sensiblen 

Daten der Nutzer auf sichere Weise vor 

Ort verarbeitet werden können und somit 

die Bestimmungen hinsichtlich Datenschutz 

und Privatsphäre erfüllt sind. Der Datenzugriff 

sowie die Analyse und Sicherung der 

gesammelten Informationen erfolgen über 

Schnittstellen, die auf die Bedürfnisse und 

Anforderungen der verschiedenen Nutzergruppen 

zugeschnitten sind. 

Batteriebetriebene Sensoren und vernetzte 

Software-Anwendungen können Patienten 

und Ärzte dabei unterstützen, die richtige 

Kniebelastung und den damit unterstützten 

Heilungsprozess in Echtzeit zu verfolgen 

und Reha-Maßnahmen nach den individuellen 

Patientenbedürfnissen auszurichten. Die 

vom intelligenten Bauteil eingehenden Echtzeitdaten 

ermöglichen den Herstellern einen 

unmittelbaren Einblick in die Nutzung und 

Leistung ihrer Produkte, sodass zukünftige 

Versionen verfeinert und verbessert werden 

könnten. Krankenkassen und Gesundheitsbehörden 

wiederum könnten die Daten nutzen, 

um bessere statistische Berichte über 

Krankheitsfälle zu erstellen. 

Fazit 

Der Orthesenprototyp mit seiner intelligenten 

Beobachtung des Kniegelenks zeigt an 

einem konkreten Beispiel das immense Potenzial, 

das in der Kombination von additiver 

Fertigung, Sensorik und Konnektivität 

liegt. Der industrielle 3D-Druck liefert dabei 

einen entscheidenden Beitrag: Dazu gehören 

die hohe Gestaltungsfreiheit auch bei einem 

kompakten und präzisen Design sowie die 

funktionale Integration von Sensoren. Letztere 

ermöglicht es, individualisierte Produkte 

in relativ kleinen Mengen schneller und 

ökonomischer herzustellen und gleichzeitig 

die Funktionalität des physischen Produkts 

kundenspezifisch zu optimieren. 

Dieser Ansatz kann verschiedensten 

Branchen als Inspiration dienen und auf 

zahlreiche weitere Anwendungen übertragen 

werden: Durch die Verwendung von intelligenten 

Bauteilen lassen sich be- oder 

entstehende Produkte weiter verbessern, die 

Kundenzufriedenheit steigern und neue 

Business Cases erschließen. 

■ 

EOS GmbH 

www.eos.info 

Blackbox Solutions GmbH 

www.bx-s.de 


02 Forschung 

FLM: Qualitätssteigerung von additiv gefertigten Bauteilen aus carbonfaserverstärktem PEEK 

Scharfe Kanten, Bohrungen 

und Stufen sind möglich 

Ziel der Zusammenarbeit des Instituts für Werkzeugmaschinen 

(IfW) der Universität Stuttgart und der Apium Additive Technologies 

GmbH war die Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungspolymeren 

wie PEEK, die eine bestimmte Oberflächenqualität reproduzierbar 

nach dem Drucken aufweisen sollen. Für die dabei notwendige 

Steigerung der Oberflächenqualität sollte ein Systemansatz zur zuverlässigen 

und kostengünstigen Bearbeitung gefunden werden. 

■■■■■■ Das Fused Layer Modeling 

(FLM-Verfahren) hat sich in den letzten 

Jahren zu einem etablierten Verfahren der 

additiven Fertigung entwickelt. Gründe 

hierfür sind der wenig komplexe Aufbau des 

Druckprozesses, ein einfaches Handling und 

ein großes Spektrum an verwendbaren Materialien. 

Das FLM-Verfahren kann dadurch 

sowohl in der Industrie als auch im Kreativbereich 

und beim Privatanwender gut ohne 

große Aufwendungen eingesetzt werden. Als 

Werkstoff kommt ein festes, thermoplastisches 

Ausgangsmaterial in Drahtform (Filament) 

zum Einsatz [MÖHR17; BAUM17, 

MERZ18]. Die Anwendbarkeit der FLM- 

Bauteile ist jedoch durch die niedrige Wärmebeständigkeit 

und aufgrund unzureichender 

mechanischer Eigenschaften der marktüblichen 

Thermoplast-Filamente wie Acrylnitril-Butadien-Styrol 

(ABS) und Polylactid 

(PLA) stark eingeschränkt [MÖHR18]. 

Eine neue Generation von Filamenten für 

FLM-Verfahren stellen die Hochleistungspolymere 

wie PEEK (Polyetheretherketon) 

dar. Aus diesen und ähnlichen Werkstoffen 

können Funktionsbauteile für unterschiedlichste 

Branchen (z. B. Luft- und Raumfahrt, 

Automobilbau, Energiesektor, Medizintechnik, 

Elektronikkomponenten, etc.) 

mithilfe von additiven Fertigungsmaschinen 

hergestellt werden. 

Häufig jedoch bestehen hohe Anforderungen 

an die Maßhaltigkeit oder Oberflächenbeschaffenheit 

von Funktionsoberflächen 

und Bauteilgeometrien, die beim FLM- 

Verfahren bislang nur unzureichend erfüllt 

sind. Aus diesem Grund müssen die PEEK- 

Bauteile mechanisch nachgearbeitet werden. 

Somit hängt die erreichbare Genauigkeit des 

Bauteils sowohl von der zugrunde liegenden 

additiven Fertigungstechnologie als auch 

von der gewählten spanabhebenden Nachbearbeitung 

ab. 

Ziel der Zusammenarbeit des IfW und 

der Apium Additive Technologies GmbH 

war die Fertigung von Bauteilen aus Hochleistungspolymeren, 

die eine bestimmte 

Oberflächenqualität reproduzierbar nach 

dem Drucken aufweisen sollen. Für die da- 

Bild 1: Modell P220 der Apium Additive 

Technologies GmbH. Druckbett 

220 x 175 mm; Düsendurchmesser 

0,4 mm; Filamentdurchmesser 1,75 

mm; Schichtdicken 0,1 bis 0,3 mm; 

Drucktemperatur 500° C. Bild: Apium 

Die Autoren 

H.-Ch. Möhring, T. Stehle, U. Popp (Apium GmbH), 

D. Becker, R. Eisseler, W. Maier, 

Institut für Werkzeugmaschinen (IfW), 

der Universität Stuttgart 


ei notwendige Steigerung der Oberflächenqualität 

sollte ein alternativer Systemansatz 

zur zuverlässigen und kostengünstigen 

Nachbearbeitung der Bauteiloberflächen 

ausgearbeitet werden. 

Experimentelle Untersuchungen 

In den vorgestellten Untersuchungen wurde 

PEEK CF30 als zu verdruckender Werkstoff 

eingesetzt. Das Filament des Kunststoffs 

PEEK ist mit einem 30 %igen Anteil an Carbonfasern 

modifiziert. PEEK ist ein hochtemperaturbeständiger, 

thermoplastischer 

Kunststoff mit einem hohen Schmelzpunkt 

bei T S 

= 335 °C (reiner Kunststoff ohne Faseranteil). 

Zusätzlich zu der höherer Zugfestigkeit 

von 112 MPa, (DIN EN ISO 527-2) 

gegenüber nicht verstärktem PEEK-Filament 

(Zugfestigkeit: 99,9 MPa), lässt sich 

das PEEK CF30 Filament besser drucken. 

So verringert sich durch den Kohlefaserzusatz 

das Warping des Materials und das 

eventuelle Verstopfen der Druckdüse. 

Bild 2: Typische Verteilung der Rauheits-Messwerte 

auf der Bauteiloberseite (Messung: Zeiss AG-Koordinaten- 

Messmaschine des Typs MC850 unter Verwendung 

des Tastersystems mit Messkugelradius 

R = 2,5 mm. Bild: IfW 

Der AM (Additive Manufacturing)-Prozess 

wurde mithilfe eines 3D-Druckers des 

Typs P220 des Herstellers Apium Additive 

Technologies GmbH (Bild 1) mit variierten 

Prozessparametern mit Infill-Anteil 30 %, 

40 %, 50 % und Druckgeschwindigkeiten 

von 1200, 2000, 2800 und 3600 mm/min 

ausgeführt. 

Zuerst wurden die gedruckten Bauteile 

visuell qualitativ untersucht. Es wurde festgestellt, 

dass alle gefertigten Testbauteile mit 

einem Infill-Anteil von 30 % starke plastische 

Verformungen aufweisen. Die Testbauteile 

mit Infill-Anteilen von 40 % und 

50 %, die mit der Druckgeschwindigkeit 

1200 und 2000 mm/min erzeugt wurden, 

weisen dagegen eine hohe Ebenheit, gut ausgeformte 

Ecken, Kanten und Kavitäten auf. 

Aufgrund einer damit erreichbaren Gewichts- 

und Kostensenkung wurden die folgenden 

Untersuchungen an Bauteilen mit einem 

Infill-Anteil von 40 % durchgeführt. 

Die gedruckten Bauteile wurden anschließend 

auf der Deckschicht bzw. 

Bauteil oberseite auf einer 3D-Koordinatenmessmaschine 

taktil messtechnisch untersucht. 

Es wurde festgestellt, dass alle gedruckten 

Bauteiloberseiten auf der ebenen 

Oberfläche stark inhomogen ausfallen, wobei 

für die Untersuchungen der Bereich mit 

den niedrigsten, d. h. besten Oberflächen- 

rauheitswerten als Bereich A und derjenige 

mit den höchsten Werten als Bereich B festgelegt 

wurden. Daraus folgernd wurde der 

Bereich A als Referenz herangezogen und 

der Bereich B als kritischer Bereich der Bauteiloberseite 

betrachtet (Bild 2). Die mittleren 

arithmetischen Flächenrauheiten 

Sa der Bereiche A und B 

wurden anschließend mit einem 

optischen Infinite-Focus-Messsystem 

der Firma Alicona detailliert 

untersucht und miteinander 

verglichen. 

Dabei wurde festgestellt, dass 

sich die Druckgeschwindigkeit, 

insbesondere im kritischen Bauteilbereich 

B, stärker auf die 

Ebenheit als auf den Rauheitswert 

Sa auswirkt. Im Referenzbereich 

stieg mit der Druckgeschwindigkeit 

die Ebenheit von 

FLT = 0,25 mm auf FLT = 0,28 

mm (12 %) und die arithmetische 

Flächenrauheit vom Sa = 

12 μm auf Sa = 17 μm (41 %); 

im kritischen Bereich stieg die Ebenheit von 

FLT = 0,34 mm auf FLT = 0,58 mm (70%), 

die gemittelte arithmetische Flächenrauheit 

blieb dabei relativ konstant und betrug Sa = 

30-32 μm (Bild 3). 

Um die vorhandenen Rauheitswerte zu 

verbessern, wurde die Oberseite der Bauteile 

(Infill-Anteil 40 %, Druckgeschwindigkeit 

2000 mm/min) mithilfe einer Fräsmaschine 

spanend nachbearbeitet. Als Werkzeug wurde 

hierzu ein Planfräskopf (Durchmesser 

100 mm) mit sechs Schneiden verwendet. 

Bei der Schneidenauswahl wurde berücksichtigt, 

dass bei der Zerspanung von Werkstoffen 

mit Kohlenstofffasern ein hoher 

Werkzeugverschleiß und werkstoffspezifische 

Bearbeitungsfehler wesentliche Herausforderungen 

sind [PULS12, CHAR15]. 


02 Forschung 

Als Ergebnis einer diesbezüglichen Werkzeugrecherche 

wurden für das Fräsen des 

Werkstoffs PEEK-CF Schneidplatten mit 

polykristallinem Diamant (PKD) ausgewählt 

und eingesetzt (Bild 4). 

Spanende Nacharbeit der PEEK-Bauteile 

Bei der üblichen Trockenbearbeitung von 

CFK-haltigen Werkstoffen entstehen überwiegend 

feine Stäube, die sich aus Faser- 

schubgeschwindigkeiten vf1 = 3,15 m/min 

und vf2 = 6,3 m/min und mit variierter 

Drehzahl (n = 500 bis 2500 min -1 ) bei konstanter 

Schnitttiefe ap = 0,5 mm mit Hilfe 

einer einfachen Fräsmaschine FP4 MA gefräst. 

Bei dieser Maschinenauswahl sollte vor 

allem berücksichtigt werden, dass KMU-Firmen 

aus dem Bereich additive Fertigung oft 

nicht im Besitz von hochmodernen CNCs 

sind. Die Parameter des gewählten Fräsprobruchstücken 

und Matrixpartikeln zusammensetzen. 

Diese Stäube stehen im Verdacht, 

karzinogen zu wirken, weshalb ihre 

Verteilung in der Umgebungsluft für einen 

sicheren Betrieb von Bedeutung ist. Die Ausbildung 

der CFK-haltigen Stäube ist dabei 

stark von der gewählten Schnittgeschwindigkeit 

abhängig und spielt somit eine wichtige 

Rolle für die Arbeitssicherheit Aus diesem 

Grund wurde die Oberseite der PEEK 

CF-Bauteile mit unterschiedlichen Vor- 

Bild 3: Ebenheit und 

Rauheit der oberen 

Bauteiloberfläche bei 

verschiedenen Druckgeschwindigkeiten 

(Infill- 

Anteil 40 %). Bild: IfW 

Bild 4: Fräsen der PEEK-CF- 

Bauteiloberfläche, links: Position 

des Werkzeugs, rechts: 

PKD-Schneiden auf dem Fräskopf. 

Bild: IfW 

Bild 5: Ablagerung von Spänen und Staub. 

Links: feine kurze Späne ca. 1-5 mm (vf = 3,15 m/min; n = 1000 min -1 ); rechts: Späne ca. 5-15 mm (vf = 6,3 m/min; n = 2500 min -1 ). 

Bild: IfW 


zesses entsprachen den allgemeinen Empfehlungen 

zur spanenden Bearbeitung von 

Kunststoffbauteilen aus der Literatur 

[SAHL18]. Bei der Auswertung konnte festgestellt 

werden, dass sich bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten 

(hier: v f2 

= 6,3 

m/min und Drehzahlen n > 1500 min -1 ) wesentlich 

längere Späne als bei niedrigeren 

Vorschubgeschwindigkeiten (v f1 = 3,15 

m/min, n = 500 bis 1500 min -1 ) bildeten 

(Bild 5). 

Höhere Vorschubgeschwindigkeiten 

wirken sich positiv aus 

Darüber hinaus sah die Bauteiloberfläche 

nach dem Fräsvorgang „sauber“ aus und 

die Späne verteilten sich überwiegend auf 

der Spannvorrichtung und auf dem Maschinentisch. 

Somit kann man feststellen, dass 

sich höhere Vorschubgeschwindigkeiten 

beim Fräsen von additiv gefertigten CFK- 

CF-Bauteilen positiv auf die Prozesssicherheit 

auswirken. 

Ferner ist anzumerken, dass eine weitere 

Steigerung der Bearbeitungsparameter maschinenbedingt 

begrenzt möglich war. Die 

bearbeiteten Oberflächen wurden nach der 

Kooperationspartner 

Die Apium Additive Technologies GmbH in Karlsruhe 

und das Institut für Werkzeugmaschinen (IfW) 

Universität Stuttgart sind Kooperationspartner im 

Rahmen eines vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit 

und Wohnungsbau Baden-Württemberg geförderten 

Innovationsgutscheins zum Thema Qualitätssicherung 

von FFF (Fused Filament Fabrication) – Bauteilen. 

Fräsbearbeitung erneut vermessen und ausgewertet. 

Hierbei konnte festgestellt werden, 

dass bei allen untersuchten Bearbeitungsparametern 

die Oberflächenflächenqualität 

wesentlich verbessert wurde. Darüber 

hinaus fielen im Vergleich zu den nicht 

nachbearbeiteten Bauteilen nur noch minimale 

Unterschiede zwischen den beiden zuvor 

genannten Bereichen A und B auf. Die 

mittlere arithmetische Flächenrauheit Sa im 

Bereich B der gefrästen Bauteilen lag zwischen 

27 und 30 μm und die Ebenheit bei 

FLT = 176,8 bis 180,4 μm. Im Bereich A 

(Referenzbereich) lag Sa entsprechend zwischen 

12 und 13 μm und FLT = 148, 4 bis 

151, 3 μm. 

Zusammenfassung 

Bei der additiven Herstellung im FLM-Verfahren 

von faserverstärkten Bauteilen mit 

dem Hochleistungskunststoff PEEK CF mit 

3D-Drucker P220 der Fa. Apium Additive 

Technologies GmbH konnten bereits mit 

wenigen Optimierungsschritten gute Druckergebnisse 

erzielt werden. Die Qualität der 

gefertigten Bauteile hängt jedoch stark von 

den Druckparametern wie Infill-Anteil und 

Druckgeschwindigkeit ab. Mit Druckgeschwindigkeiten 

im Bereich von 1200 bis 

2000 mm/min bei einem Infill-Anteil von > 

40 %) lassen sich auch durchaus komplexe 

konstruktive Details wie scharfe Kanten, 

Bohrungen, Stufen mit einem hohen Genauigkeitsgrad 

gut ausformen. 

Wenn jedoch eine hochpräzise Bauteil - 

oberflächengeometrie erreichen werden soll, 

so kann für die Nachbearbeitung beispielsweise 

das Planfräsen erfolgreich eingesetzt 

werden. Als Schneidstoff sollte aufgrund der 

hochabrasiven Kohlenstofffaser ein verschleißfestes 

Material wie z. B. PKD angewendet 

werden. Für die qualitative Nachbearbeitung 

sind hohe Vorschubgeschwindigkeiten 

(vf f > 3,14 m/min) und Drehzahlen 

(n > 1000 min -1 ) zu wählen. ■ 

Institut für Werkzeugmaschinen (IfW), 

Universität Stuttgart 

www.ifw.uni-stuttgart.de 

Literatur 

· 

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[BAUM17] Baumann, Florian; Scholz, Julian; Fleischer, 

Jürgen: Investigation of a New Approach for 

Additively Manufactured Continuous Fiber-reinforced 

Polymers. In: Procedia CIRP 66, S. 323-328, 

2017 

[DGUV19] DGUV-Infoblatt (2019). Online: 

https://www.dguv.de/medien/fb-holzundmetall/ 

publikationen-dokumente /infoblaetter/infobl_deutsch/074_cfk_materialien.pdf], 

abgerufen 

am 19.05.2019 

[CHAR15] Chardon G.; Klinkova O; Rech J.; Drapier 

S; Bergheau J-M. (2015) Characterization of friction 

properties at the work material/cutting tool interface 

during the machining of randomly structured 

carbon fibers reinforced polymer with Poly Crystalline 

Diamond tool under dry conditions. In: Tribology 

International (81), S. 300-308 

[MERZ18] S. Merz, W. Maier, F. Baumann, Q. Spiller, 

H.-C. Möhring, J. Fleischer: 3D-Print-Cloud Baden- 

Württemberg – Eine offene Plattform für die Prozesskette 

der Additiven Fertigung. wt-online 7/8 

2018. 

[MÖHR17] Möhring, Hans Christian.; Maier, Walther; 

Grötzinger, Karl: Konstruktion und Designmerkmale 

additiv gefertigter Bauteile – Teileanzahl 

reduziert und Flexibilität erhöht. In: mav – Innovation 

in der spanenden Fertigung. 10/2017. Konradin 

Mediengruppe. S. 64-66. 

[MÖHR18] Möhring, H.-M.; Stehle, T.; Becker, D.; 

Eisseler, R.: Qualität von additiv hergestellten PLA- 

Bauteilen. In wt Werkstattstechnik online Ausgabe 6 

(2018). 

[PULS12] Puls H.; Klocke F.; Lung D. (2012) A new 

experimental methodology to analyse the friction 

behaviour at the tool-chip interface in metal cutting. 

In: Production engineering 6 (4-5), S. 349-354 

[SAHL18] Sahlberg GmbH (2018): Empfehlungen 

zur spanabhebenden Bearbeitung von Kunststoffen 

https://www.sahlberg.de/files/Bilder/Sahlberg/Ka 

taloge/SAHLBERG_Bearbeitungsrichtlinien_Kunststoffe.pdf/ 

abgerufen am 30.10.2018 



Neue Norm dient als Richtschnur 

Serienreife Fertigungsqualität 

sicherstellen 

Großserien fordern Anwender additiver Fertigungsverfahren 

wie dem pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen 

immer wieder heraus. Fehlende Erfahrungswerte, unausgereifte 

Prozesse oder nicht standardisierte Werkstoffe 

sind dafür die Gründe. TÜV SÜD Product Service zeigt, 

wie Zertifizierungen und eine neue Norm weiterhelfen. 

■■■■■■ Mit höheren Stückzahlen wachsen meist die 

sicherheitstechnischen, rechtlichen und wirtschaftlichen 

Produktrisiken. Aus Qualitätsmängeln können kostenintensive 

Nacharbeit oder Rückrufe resultieren. Um 

dem entgegenzuwirken, ist die Reproduzierbarkeit und 

Rückverfolgbarkeit der Produktqualität entscheidend. 

Auch sollte der Herstellungsprozess exakt definiert sein. 

Die Qualifizierung der Mitarbeiter, wie Bediener, Ingenieure, 

QM-Manager, Vertriebsmitarbeiter und Projektleiter, 

zählt ebenfalls dazu. 

Zu qualifizieren sind der Betrieb der Anlage, das 

Ausgangsmaterial und dessen Management sowie der 

Fertigungsprozess selbst. Die Dokumentation sollte, neben 

der Wartung und der Kalibrierung der Anlagen und 

Prozesse, die Historie zu den Werkstoffen und Bauteilen 

sowie CAD-Prozesse und ein reproduzierbares Datenhandling 

beinhalten. Unabdingbar sind Prozessbeschreibungen 

beispielsweise in Form von Arbeitsanweisungen 

und Laufkarten – samt der zugehörigen Qualitätskenngrenzen 

(Mindestanforderungen). Die Fertigung ist mittels 

Stichproben und Materialanalysen kontinuierlich 

zu überwachen. 

DIN SPEC 17071 hilft 

Eine DIN SPEC als Vorläufer für eine spätere DIN- 

Norm hilft dabei, frühzeitig die Qualitätsanforderungen 

an neue Technologien und Verfahren zu definieren. Die 

technologisch und operativ nötige Qualitätskontrolle 

anhand DIN SPEC 17071 („Anforderungen an die Herstellung 

von Bauteilen mittels additiver Fertigung – Leitfaden 

für qualitätsgesicherte Prozesse“) ermöglicht 

selbst kleinen und mittleren Unternehmen, eine Fertigungsreife 

für höhere Stückzahlen aufzubauen. Die Publikation 

erfolgt im dritten Quartal 2019. 

Mit ihr minimieren Unternehmen Risiken und machen 

Investitionen in neue Produktionslinien transparent, 

anstatt versuchsweise oder intuitiv vorzugehen. 

Das erleichtert die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle 

– wie zum Beispiel dezentrale Fertigungsstätten mit verkürzten 

Lieferzeiten. Die DIN SPEC 17071 wird derzeit 

in einem Konsortium mit den Unternehmen Deutsche 


Großserien fordern Anwender additiver Fertigungsverfahren 

wie dem pulverbettbasierten Laserstrahlschmelzen 

immer wieder heraus. Bild: i3d/Shutterstock 

Bahn, Siemens und MT Aerospace entwickelt. Der TÜV 

SÜD übernimmt die Projektleitung. 

Neben dem TÜV SÜD Product Service und dem 

Deutschen Institut für Normung (DIN NA 145 Additive 

Fertigung) arbeiten Gremien wie das Joint Committee 

von ISO (ISO/TC 261) und ASTM (F42) mit unterschiedlichen 

Marktteilnehmern an weiteren Standards. 

Ein Beispiel ist die ISO/ASTM 52920 (Entwurf) zur 

Konformitätsbewertung additiver Fertigungsstätten innerhalb 

industrieller Fertigungsumgebung. Ziel der ISO/ 

ASTM Standards ist es, Unternehmen den Aufbau industrieller 

Fertigungskapazitäten für Großserien auch 

auf dem globalen Markt zu erleichtern. 

Regulierte Branchen 

Für regulierte Branchen wie Luftfahrt, Medizin, Mobilität 

oder Druckgeräte und sonstige sicherheitsrelevante 

Bauteile müssen besonders hohe Anforderungen erfüllt 

werden. Noch stärker im Fokus stehen dabei die Materialprüfung, 

eine transparent und reproduzierbar dokumentierte 

Maschinenabnahme sowie die gesamte Führung 

des Fertigungsprozesses. 

Um die zusätzlichen Anforderungen zu erfüllen, bietet 

der TÜV SÜD Prüfungen und Zertifizierungen für 

Ausgangsmaterialien und Bauteile, Risikomanagement, 

Designverifizierung sowie eine Prozessketten- und Produktzertifizierung, 

aber auch die Prüfung der Sicherheit 

und Leistungsfähigkeit von 3D-Druck-Hardware. Hierunter 

fallen beispielsweise die mechanischen Systemeigenschaften 

in Kombination mit einem Parametersatz 

oder die Benutzerfreundlichkeit einer Anlage. 

Ein Beispiel für eine geregelte Branche ist der Personen- 

und Güterverkehr. Als größtes Verkehrsunternehmen 

Mitteleuropas unterhält die Deutsche Bahn eine 

heterogene Fahrzeugflotte und die zugehörige Infrastruktur. 

Um Stillstände und Ausfälle zu vermeiden, ist 

die Verfügbarkeit einer großen Bandbreite an Ersatzteilen 

entscheidend – für Fahrzeuge und Anlagen verschiedener 

Hersteller und aus unterschiedlichen Baujahren. 

Vor allem bei zunehmend abgekündigten oder immer 

schwerer zu beschaffenden Komponenten wächst der 

Bedarf an additiv fertigenden Zulieferern. 

Zertifizierung „Additive Manufacturer“ 

Einkäufer, die sicher sein wollen, dass der Auftragsfertiger 

alle nötigen Standards implementiert hat, orientieren 

sich an Prüfzeichen. Die Zertifizierung „Additive 

Manufacturer“ des TÜV SÜD Product Service ist ein 

unabhängiges Begutachtungsverfahren für gesicherte 

Fertigungsqualität. Dadurch wird nicht nur die Reproduzierbarkeit 

und Rückverfolgbarkeit der Produktqualität 

nachgewiesen, sondern auch ein durch Standards 

definierter Herstellungsprozess. 

Das Prüfprogramm umfasst je nach Anwendung bis 

zu 250 Kriterien und basiert zu 40 Prozent auf bereits 

veröffentlichten Additive-Manufacturing-Standards. 

Zugleich bezieht der TÜV SÜD Product Service bereits 

heute die in DIN SPEC 17071 definierten Anforderungen 

mit ein. 

Für die Zertifizierung ziehen die TÜV-SÜD-Experten 

technologieübergreifende Standards, wie die ISO/ASTM 

Die Zertifizierung 

„Additive Manufacturer“ 

von TÜV SÜD 

Product Service ist ein 

unabhängiges Begutachtungsverfahren 

für gesicherte 

Fertigungsqualität. 

Bild: TÜV SÜD 

52901 („Anforderungen an die Beschaffung“) oder die 

ISO 17296-3 („Haupteigenschaften und Prüfverfahren“) 

heran. Je nach Branche kommen zusätzlich technologiespezifische 

Standards zum Einsatz; für die Luftfahrt 

beispielsweise künftig die ISO/ASTM DIS 52942. 

Diese definiert die Qualifikation von Bedienern pulverbettbasierter 

Laserstrahlanlagen für Luft- und Raumfahrtanwendungen. 

Gesicherte Qualitätsbasis 

Die Zertifizierung „Additive Manufacturer“ kann ausschließlich 

von Unternehmen erreicht werden, die mit 

industriell einsetzbaren Fertigungsverfahren arbeiten. 

Beispiele dafür sind pulverbettbasiertes Laserstrahlschmelzen 

und -sintern, Materialextrusionsverfahren 

oder die badbasierte Photopolymerisation. Ähnlich der 

DIN EN ISO 3834 für die Schweißtechnik handelt es 

sich bei der Zertifizierung „Additive Manufacturer“ um 

die Basis für die Qualitätssicherung von Bauteilen und 

Konstruktionen. Sie ersetzt keine Produktzertifizierungen 

für sicherheitsrelevante Bauteile. Branchen- oder 

bauteilspezifische Zusatzanforderungen einer Produktzulassung 

in geregelten Bereichen erfordern weitere Prüfungen. 

Der TÜV SÜD unterstützt auch hier Unternehmen 

und Anwender mit Dienstleistungen, Zertifizierungen, 

Trainings und digitalen Services über die gesamte 

additive Fertigungskette hinweg. 

■ 

TÜV SÜD Product Service GmbH 

www.tuev-sued.de 



High-Speed Imaging bereitet Wege zur Optimierung 

Prozessbeobachtung in der 

additiven Fertigung 

Für pulverbasierte additive Fertigungsverfahren ist der 

Weg in die Serienproduktion vorgezeichnet. Die Verfahren 

werden daher fortlaufend optimiert. So wird beispielsweise 

der laserinduzierte Schmelzprozess des Pulvers überwacht 

und näher untersucht. Digitale Hochgeschwindigkeitskameras 

liefern dafür die Bilddaten. 

■■■■■■ Für das ortsgenaue Aufschmelzen des Pulvers 

bei den pulverbasierten additiven Fertigungsverfahren 

werden industrieübliche CW-Laser (Continuous 

Wave Laser) verwendet. Deren Laserstrahl wird über 

leistungsstarke Galvanometer-Scanner kontrolliert. Die 

Art und Qualität der Belichtung durch den Laserstrahl 

und das dadurch induzierte Aufschmelzen des Pulvers 

haben großen Einfluss auf die Eigenschaften des Werkstücks, 

etwa auf dessen Dichte und Oberflächenbeschaffenheit. 

Die Steuerungsparameter des Lasers wirken sich 

auch auf die Aufbaugeschwindigkeit während des 

3D-Drucks aus. Eine optimierte Prozessüberwachung 

und -kontrolle an der Stelle des Aufschmelzens kann somit 

die Qualität des Prozesses und des Produktes positiv 

beeinflussen. Aus diesem Grunde widmen Wissenschaftler 

wie Tobias Kolb am Lehrstuhl für Photonische Technologien 

der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- 

Nürnberg ihre Aufmerksamkeit diesen in schneller Folge 

auf kleinstem Raum ablaufenden Vorgängen. 

Koaxiale Prozessüberwachung 

„Im Rahmen unseres Forschungsvorhabens untersuchen 

wir mittels koaxialer Prozessüberwachung die 

thermische Strahlung, die beim Aufschmelzen des Pulvers 

entsteht“, fasst Tobias Kolb in einem Satz zusammen, 

was in der Realität ein aufwendiges Unterfangen 

ist. Denn neben dem komplexen theoretischen Hintergrund, 

den es zu beherrschen gilt, ist der instrumentelle 

Einsatz im Labor erheblich. 

Dort zeichnen koaxial integrierte, die Optik des Lasers 

nutzende Hochgeschwindigkeitskameras die thermische 

Strahlung auf, die während des Aufschmelzens 

des Pulvers emittiert wird. „Mithilfe der Hochgeschwindigkeitskameras 

erhalten wir eine hohe zeitliche 

und räumliche Auflösung und können Rückschlüsse auf 

Die neue superschnelle Eo-Sens 1.1 CXP2 von Mikrotron. 

Bild: Mikrotron 

stattfindende Prozessschwankungen, Oberflächenrauheit 

im Prozess oder im Pulverbett liegende Spritzer ziehen“, 

erklärt Tobias Kolb. 

Strahlung im Wellenlängenbereich von 

700 bis 950 Nanometer 

Für die Untersuchungen werden CMOS-Kameras des 

Typs Eo-Sens CL von Mikrotron verwendet. Mit ihrer 

Hilfe lassen sich Informationen über die Größe und 

Form des Schmelzbades und über die Intensitätsverteilung 

der thermischen Strahlung gewinnen. Im optischen 

System, durch welches der Prozess beobachtet wird, befindet 

sich ein dichroitischer Spiegel, der die thermische 

Strahlung im Wellenlängenbereich von 700 bis 950 Nanometer 

zum Kamerasensor transmittiert. 

Da der Prozess mit Scan-Geschwindigkeiten von 

mindestens 500 mm/s bis über 1000 mm/s abläuft, muss 

mit einer Aufnahmefrequenz von mehr als 10 kHz gearbeitet 

werden. Nur so ist die erforderliche hohe räumliche 

Auflösung zu erreichen. „Um eine Auflösung zu er- 


„Wir arbeiten an der Weiterentwicklung von Bildverarbeitungssoftware, 

um diese Daten auszuwerten“, ergänzt 

Tobias Kolb. „Damit könnte in Zukunft ein geregelter 

Prozess entstehen, mit dem sich während des 

Drucks Fehlstellen erkennen lassen, die dann in den folgenden 

Schichten durch Laser-Polieren oder andere Methoden 

ausgeglichen werden können.“ 

Ausblick 

Moderne Hochgeschwindigkeitskameras von Mikrotron können 

das liefern, was für eine optimierte Prozessanalyse gebraucht wird. 

Bild: Mikrotron 

halten, die in der Größenordnung des Schmelz bades 

von etwa 100 Mikrometern liegt, wird eine Aufnahmefrequenz 

von 10 bis 15 kHz benötig“, beschreibt Tobias 

Kolb die besonderen Anforderungen an die Kameras. 

„Wir fokussieren das Schmelzbad mit einer Makrooptik 

und beobachten den Prozess mit einem auf 100 x 100 

Pixeln reduzierten Aufnahmebereich des Sensors, um 

diese hohe Aufnahmefrequenz zu er reichen.“ 

Es entsteht ein enormes Datenvolumen mit Informationen 

über das Schmelzbad. Dieses Datenvolumen 

muss in kürzester Zeit verarbeitet werden. Daher werden 

die vom Bildsensor gelieferten Signale mittels 

FPGA-Chips (FPGA = Field Programmable Gate Array) 

vorausgewertet. Aus jedem Kamerabild wird ein Vektor 

erzeugt, der Eigenschaften des Bildes beschreibt. Diese 

Informationen werden anhand der Daten des Scanner- 

Systems einer genauen räumlichen Position zugeordnet. 

Daraus werden Schicht für Schicht Abbilder der thermischen 

Strahlung erzeugt. Diese Bilder werden dann analysiert. 

Moderne Hochgeschwindigkeitskameras von Mikrotron 

können das liefern, was für eine optimierte Prozessanalyse 

beim Selective Laser Melting (SLM), dem 

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) oder dem Selec - 

tive Laser Sintering (SLS) gebraucht wird. Auch weitere 

Laseranwendungen wie etwa das Laser-Schweißen oder 

das Löten und Bohren mit Lasern, die ebenfalls zur Herstellung 

moderner Produkte auf der Basis innovativer 

Technologien und Materialien zum Einsatz kommen, 

ließen sich durch die schnelle Prozessanalyse in vergleichbarer 

Weise verbessern. 

Mit laserbasierten Fertigungsmethoden hergestellte 

Werkstücke werden immer komplexer, leichter und robuster. 

Sie werden bald in jedem Automobil, in jedem 

Flugzeug und in zahllosen Produkten von der Medizintechnik 

bis hin zu hochwertigen Gebrauchsgütern unverzichtbar 

sein. In den schnellen und weiter verfeinerten 

Produktionserfahren werden noch schnellere Hochgeschwindigkeitskameras 

wie beispielsweise die neue 

Eo-Sens 1.1 CXP oder die neue superschnelle Eo-Sens 

1.1 CXP2 von Mikrotron die Prozessüberwachung und 

-regelung optimieren. 

Beide Kameras werden über eine Auflösung von 

1,1 Megapixeln und eine Empfindlichkeit von 

20 V/lux·s bei einer Lichtwellenlänge von 550 nm verfügen. 

Bei reduziertem ROI erreicht die Eo-Sens 1.1 

CXP eine Bildrate von bis zu 80 000 fps. Die EoSens 1.1 

CXP2, die mit einer CoaXPress V2.0 Schnittstelle ausgestattet 

sein wird, liefert bei reduziertem ROI sogar 

Bildfrequenzen bis 150 000 fps. 

Dem Ziel, Produktionsabläufe auf der Basis extrem 

schnell gewonnener und ausgewerteter Bildinformationen 

zu verbessern, kommen die Experten in den Unternehmen 

mit den neuen Kameramodellen einen großen 

Schritt näher. 

■ 

Mikrotron GmbH 

www.mikrotron.de 


04 Post-Processing 

Gleitschleifen – Trowalisieren – Strahlen für glatte Oberflächen 

Glätten von 

3D-Druck-Bauteilen 

3D-gedruckte Bauteile weisen nach der Herstellung häufig nicht 

die gewünschte Oberflächenqualität auf. Selbst bei modernsten 

Präzisionsdruckern sind Spuren der Produktion in Form rauer Oberflächen 

oder Rillen zu sehen. Für das Glätten von 3D-Druck-Teilen 

können unterschiedliche Verfahren zur Nachbearbeitung genutzt 

werden. Besonders geeignet sind das Gleitschleifen bzw. Trowalisieren 

und das Strahlen. 

Autor: Bernd Dörfler, Geschäftsführung, Dörfler & Schmidt Präzisionsfinish GmbH 

■■■■■■ Gleitschleifen/Trowalisieren: 

Beim Gleitschleifen werden die gedruckten 

Bauteile zusammen mit Schleifkörpern in 

einen Behälter gegeben. Das Bauteil-Schleifkörper-Gemisch 

wird in Bewegung versetzt, 

wodurch die Oberfläche der Bauteile geschliffen 

wird. Es gibt unterschiedliche Arten 

des Gleitschleifens wie bspw. das Fliehkraftgleitschleifen, 

Vibrationsgleitschleifen 

oder Schleppschleifen. Ausschlaggebend für 

eine optimale Bearbeitung ist die Wahl der 

richtigen Anlagentechnik. Zudem müssen 

die eingesetzten Schleifkörper auf das zu bearbeitende 

Bauteil abgestimmt sein. 

Strahlen: Beim Strahlen werden kleine 

Partikel, meist aus Glas, Korund oder 

Kunststoff mit hohem Druck auf das 

3D-Druck-Teil geschleudert. Dadurch werden 

Rauheitsspitzen eingeebnet und die 

Oberfläche geglättet. Mit diesem Verfahren 

können auch Werkstücke mit sehr kom - 

plexen Geometrien homogen bearbeitet 

werden. 

Auch beim Gleitschleifen kommt eine 

Vielzahl unterschiedlicher Verfahrensmittel 

zum Einsatz. Meist werden kunststoff- oder 

keramikgebundene Schleifkörper zusammen 

mit Schleif- oder Polierpasten verwendet. 

In Abhängigkeit des Bauteils wird die 

Schleifkörpergeometrie (beispielsweise Pyramide, 

Kegel oder Zylinder) gewählt. 

Bearbeitung in Abhängigkeit vom 

Druckverfahren sowie Material 

Welches Verfahren bzw. Verfahrensmittel 

für die Nachbearbeitung am besten geeignet 

ist, hängt von den eingesetzten Druckverfahren 

und Filament ab. 

Fused Deposition Molding (FDM): Obwohl 

FDM zu den meist genutzten Druckverfahren 

zählt, ist die erreichbare Bauteil - 

oberflächenqualität eher mittelmäßig. An 

den äußeren Schichten können häufig deutliche 

Rillen wahrgenommen werden. Bei einer 

nicht optimal aufeinander abgestimmten 

Produktion entsteht an der Schichtwechselstelle 

eine Wulst (Z-Naht). 

Die Oberfläche von FDM-Bauteilen ist 

jedoch nahezu porenfrei. Dadurch sind die 

Im FDM- 

Verfahren 

hergestellte 

Bauteile aus 

ABS: 

Oben: Rohteil, 

Ra 15 μm; 

unten: gleit - 

geschliffen, 

Ra 2,4 μm. 

Bild: Dörfler & Schmidt 

Verfahrensmittel sind ausschlaggebend 

Neben den Verfahren ist die Wahl der passenden 

Verfahrensmittel essenziell. Die Verfahrensmittel 

müssen individuell auf das 

Werkstück abgestimmt werden. Nur so 

können optimale Oberflächen auf additiv 

gefertigten Teilen hergestellt werden. Beim 

Strahlen nutzt Dörfler & Schmidt alle am 

Markt erhältlichen Strahlmittel. Neben 

Glasperlen, Korund und Kunststoff werden 

bspw. Stahl oder Naturstoffe verwendet. 


Bauteile gut für die Oberflächenbearbeitung 

geeignet. Das Gleitschleifen eignet sich besonders 

gut. Rillen oder Z-Nähte können 

damit schnell und effektiv abgetragen werden. 

Ob ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), 

PLA (Polylactid) oder Nylon (Polyamid) – 

unter Verwendung der richtigen Schleifkörper, 

können die Oberflächen deutlich verbessert 

werden. 

Selektives Lasersintern (SLS) oder Multi 

Jet Fusion (MJF von HP): Bauteile, die im 

SLS- oder MJF-Verfahren gefertigt werden, 

weisen ebenfalls eine eher mittelmäßige 

Oberflächenqualität auf. Die Rauheit ist relativ 

hoch, kann jedoch durch eine Nachbearbeitung 

deutlich reduziert werden. In Abhängigkeit 

des Druckmaterials nutzt Dörfler 

Für das Glätten 3D-gedruckter Teile 

können unterschiedliche Verfahren 

zur Nachbearbeitung genutzt werden – 

wie etwa das Gleitschleifen. 


& Schmidt für die Oberflächenbearbeitung 

das Gleitschleifen oder Strahlen. Bauteile 

aus Metall (Werkzeugstahl, Edelstahl, Aluminium, 

Kupfer, Cobalt-Chrom oder Inconel) 

können am besten mittels Gleitschleifen 

Im MJF-Ver - 

fahren hergestellte 

Bauteile 

aus PA12. 

Oben: Rohteil, 

Ra 11 μm; 

Mitte: gleit - 

geschliffen, 

Ra 1,5 μm; 

unten: gestrahlt, 

Ra 2,5 μm. 


bzw. Trowalisieren aufbereitet werden. Für 

Bauteile aus Kunststoff wie reinem Polyamid 

(PA), Polyamid-Gemischen, Polystyrol 

oder Thermoplastischem Polyurethan (TPU) 

eignet sich auch das Strahlen. 

Multi Jet Modeling (MJM): Bauteile die 

im MJM-Verfahren hergestellt werden, weisen 

bereits eine relativ gute Oberflächenqualität 

auf. Dennoch sind oft die einzelnen 

Schichten an der Oberfläche zu sehen. Da 

die Bauteile weitgehend porenfrei sind, können 

diese durch das Gleitschleifen effektiv 

nachgearbeitet werden. Eine deutlich reduzierte 

Oberflächenrauheit ist das Ergebnis. 

Stereolithografie (SLA): Die Oberflächenqualität 

variiert bei SLA-Bauteilen stark in 

Abhängigkeit der Ausrichtung im Drucker. 

Die Oberseite weist nach dem Drucken relativ 

gute Oberflächen mit niedrigen Rauheitswerten 

auf. Die Unterseite ist jedoch aufgrund 

der Supportstrukturen sehr rau. Auch 

die Schichten (auf der Z-Ebene) sind wahrnehmbar. 

SLA-Bauteile lassen sich infolge 

der weitgehenden Porenfreiheit bestens im 

Gleitschleifverfahren nachbearbeiten. 

Oberflächenbearbeitung von 

3D-Druck-Teilen beim Experten 

Bei Dörfler&Schmidt werden zunehmend 

additiv gefertigte Bauteile aus unterschiedlichsten 

Materialien bearbeitet. Dank des 

großen Maschinenparks mit unterschiedlichsten 

Gleitschleif-Anlagentypen und des 

breiten Spektrums an Verfahrensmitteln 

kann das Unternehmen den für das jeweilige 

Bauteil am besten passenden Prozess definieren 

und anwenden. Zahlreiche Hersteller 

additiv gefertigter Bauteile nutzen diesen 

Service und lassen ihre Bauteile bei Dörfler 

& Schmidt nachbearbeiten. 

■ 

Dörfler & Schmidt Präzisionsfinish GmbH 

https://doerfler-schmidt.de 



Mit der neuen Version 

lässt sich die Wärmediffusion 

simulieren, wodurch 

sich eine Überhitzung 

während des 

Druckprozesses verhindern 

lässt. Bild: Materialise 

Neue Software-Version verbessert die Einbindung des 3D-Drucks in Produktionskette 

Bis zu neunmal schneller 

simulieren 

In den Softwarelösungen und 3D-Druck-Dienstleistungen von 

Materialise stecken fast drei Jahrzehnte 3D-Druck-Erfahrung. Mit 

der zweiten Version der Simulationssoftware Materialise Simulation 

2.0 finden Anwender bis zu neunmal schneller eine optimale Lösung. 

Die Software Materialise Streamics 8 verbessert die Einbindung 

des 3D-Drucks in eine industrielle Produktionskette. 

■■■■■■ Die Materialise-Simulations-2.0- 

Software bietet nicht nur erhebliche Geschwindigkeitsverbesserungen 

und erweiterte 

Simulationsfunktionen, sondern vereinfacht 

auch die Verwaltung der Simulation. 

Mit der Software, die als optionales Modul 

mit Materialise Magics 23 erhältlich ist, 

können Bediener einen virtuellen Prototypen 

erstellen und so das Verhalten eines 

Teils während der physischen Produktion 

vorhersagen und analysieren. Die Software 

trägt so dazu bei, den Druckauftrag vorab 

zu optimieren, und die Anzahl von Fehlern 

und kostspieligen Nachdrucken zu reduzieren. 

Materialise Simulation 2.0 verarbeitet 

Daten bis zu neunmal schneller und kann 

auch größere Dateien verarbeiten. Zu den 

neuen Simulationsfunktionen gehört die 

Bauteilkompensation, mit der Anwender die 

wärmebedingte Bauteilverformung vorhersagen 

und kompensieren können. Mit der 

neuen Version lässt sich zudem die Wärmediffusion 

simulieren, wodurch sich eine 

Überhitzung während des Druckprozesses 

verhindern lässt. 

Kostspielige Testdrucke werden vermieden 

„Immer mehr Unternehmen setzen den 

3D-Druck als Fertigungstechnologie ein“, 

so Stefaan Motte, Vice President Software, 

Materialise. „Sie suchen nach Möglichkeiten, 

ihre Betriebsabläufe zu skalieren, die 

Produktivität zu steigern und die Gesamtkosten 

zu senken. In einem typischen Entstehungsprozess 

vom CAD-Entwurf bis zum 

Druckteil macht das Drucken – einschließlich 

der Maschinen- und Materialkosten – 

einen Großteil der Gesamtkosten aus. Vor 

allem beim 3D-Metalldruck sind fehlerhafte 

oder ungeeignete Bauteile und Testdrucke 

sehr kostspielig. Simulationssoftware hilft, 

die Primärkosten zu senken. Mit ihr können 

Bediener das Verhalten eines Teils während 

der physischen Produktion vorhersagen und 

analysieren. Das hilft ihnen, ihre Bauvorbereitung 

zu optimieren und kostspielige 

Nachdrucke und Fehler zu reduzieren.“ 

Die extrem hohen Temperaturen beim 

Lasersintern und eine unterschiedliche Wärmeabführung 

und Temperaturverteilung in 

Bauteil und Stützstrukturen (Supports) führen 

immer wieder zu Baufehlern durch 

Schrumpfung, Eigenspannungen und Verzug. 

Selbst Experten können dies nicht vollständig 

voraussagen. Im Normalfall sind 

deshalb oft mehrere Testdrucke nötig, was 

hohen Zeit- und Kostenaufwand bedeutet. 

Zugleich führt die Arbeit mit Annahmen 

und Testdrucken in der Regel nur zu suboptimalen 

Ergebnissen. Mit Simulation lassen 


Vor allem beim 3D-Metalldruck 

sind fehlerhafte Bauteile 

und Testdrucke sehr 

kostspielig. Simulationssoftware 

hilft, die Primärkosten 

zu senken. Bild: Materialise 

sich der Planungs- und Entwicklungsaufwand 

und die Ergebnisse mitunter erheblich 

verbessern. Doch auch hier gibt es Herausforderungen, 

denn eine aussagekräftige 

3D-Druck-Simulation erfordert üblicherweise 

hochqualifizierte Ingenieure. Sie müssen 

eng mit den Designern zusammenarbeiten, 

um Feedback zur optimalen Teileausrichtung 

und Gestaltung der Stützstruktur 

zu geben. Das kann den Design- und Engineering-Prozess 

immer noch vergleichsweise 

komplex und zeitaufwendig machen. 

Materialise Streamics 8: 

Neue Software-Version 

verbessert die Einbindung 

des 3D-Drucks in 

die industrielle Produktionskette. 

Bild: Materialise 

Auch ohne Expertenwissen 

Vor dem Hintergrund konzentriert sich das 

Materialise-Simulationsmodul auf die Optimierung 

des Produktionsprozesses ohne Expertenwissen. 

Selbst Unternehmen ohne 

Metall-3D-Druck-Erfahrung können damit 

schneller als üblich Bauteile bestmöglicher 

Qualität drucken. So lassen sich damit virtuelle 

Prototypen erstellen und auf Bereiche 

prüfen, die hinsichtlich Schrumpfung, Eigenspannung 

oder Verzug kritisch sind und 

diese farblich hervorheben lassen. So erhalten 

Konstrukteure wertvolle Rückmeldungen 

dazu, wie diese Bereiche gestützt oder 

im Raum positioniert werden müssen. 

Durch die Einbettung in die Datenaufbereitungssoftware 

Magics von Materialise lassen 

sich Varianten mit unterschiedlicher 

Ausrichtung und unterschiedlichen Stützstrukturen 

zudem vergleichen. 

Der Arbeitsablauf mit dem 

Simulations-Modul 

Der Arbeitsablauf mit dem Simulationsmodul 

umfasst im Wesentlichen vier Schritte. In 

einem ersten Durchlauf wird die CAD-Geometrie 

des Bauteils dazu verwendet, eine 

erste Ausrichtungs- und Supportkonfiguration 

zu erstellen. Danach werden Bauteil 

und Stützstruktur per Software in dreidimensionale 

Würfel – sogenannte Voxel – 

aufgeteilt. Wenn es reicht, festzustellen, mit 

welcher Konfiguration qualitativ die geringste 

Verformung auftritt, können die Voxel 

relativ grob ausfallen. Dadurch beschleunigen 

sich die späteren Rechenprozesse 

erheblich. Anschließend simuliert die 

Software mit den Voxeln den schichtweisen 

Aufbau und prognostiziert dabei Eigenspannungen 

und Verformungen während der additiven 

Fertigung (AM). Für die Prognose 

wird hier die sogenannte „inhärente Dehnungsmethode“ 

genutzt, ein Modell, das 

aus der Simulation von Schweißverfahren 

übernommen wurde. In einem letzten 

Schritt werden die Ergebnisse aus der Voxel- 

Bildung interpoliert und auf die ursprüngliche 

CAD-Geometrie übertragen. 

Bei der Bewertung der Ergebnisse hilft eine 

Funktion, mit der nur die relevantesten 

Simulationsdaten in Magics geladen werden 

können. Dies vereinfacht die Suche nach der 

am besten geeigneten Ausrichtung und den 

am besten geeigneten Support-Strukturen 

noch weiter. Schließlich werden die erfolgversprechendsten 

Konfigurationen ausgewählt 

und mittels Testdruck realisiert. Ziel 

ist es, zu validieren, dass die Simulations- 

Software die Konfiguration mit der tatsächlich 

geringsten Abweichung vom Design der 

ursprünglichen CAD-Geometrie korrekt vorausgesagt 

hat. In nahezu allen Fällen bestätigen 

sich hier die Rechenergebnisse. 

Effektive 3D-Druck-Prozesse 

Materialise Streamics ist ein Software-Tool 

zur Verwaltung und Rationalisierung von 

3D-Druck-Produktionsabläufen. Die neue 

Version 8 der Software soll dazu beitragen, 

die oft noch isolierten hauseigenen 

3D-Druck-Kapazitäten in produktive und 

integrierte Produktionsanlagen zu verwandeln. 

Um das zu erreichen, lässt sich die 

Software nun leichter an bestehende Produktionsmanagement-Systeme 

anbinden. 

Zudem wurden spezifische Funktionen zur 

additiven Fertigung ergänzt, mit denen die 

Produktivität gesteigert und das Design geschützt 

werden kann. 

Die neue Version von Streamics bietet 

unter anderem ein vollständig konfigurierbares 

Web-Portal sowie eine web-basierte 



API (Application Programming Interface). 

Durch das Web-Portal können entfernte 

Konstruktionsabteilungen besser mit der 

Produktion interagieren, um das Design zu 

optimieren und die Produktionskosten zu 

minimieren. Die web-basierte API ermöglicht 

eine einfachere Integration der 

3D-Druck-Produktionsumgebung in bestehende 

Geschäfts- und Produktions-IT-Systeme 

– ein wichtiger Schritt, um den 

3D-Druck zu einem integralen Bestandteil 

des gesamten Fertigungsprozesses zu machen. 

Maschinenseitig bieten die Materialise 

Build-Prozessoren außerdem eine Systemschnittstelle 

zu über 150 Druckersystemen. 

Automatisch im Bauraum platziert 

Zu den bei Streamics 8 erweiterten Werkzeugen 

zählt die Nesting-Funktion. Die 

Funktion, mit der sich Bauteile zur optimalen 

Bauraumausnutzung automatisch im 

Bauraum anordnen lassen, ist jetzt über 

mehrere Bauplattformen hinweg anwendbar. 

Um sie zu nutzen, können Anwender 

mehrere Teile einfach per Drag & Drop in 

den Baujobplaner einfügen. Anschließend 

verschachtelt der Planer automatisch die 

Teile und legt die entsprechende Anzahl von 

Bauprozessen fest. Der automatisierte Verschachtelungsprozess 

macht die Druckvorbereitung 

erheblich effizienter und kann die 

jährlichen Arbeitskosten deutlich senken. 

Mit der Einführung von Streamics 8 ebnet 

Materialise darüber hinaus den Weg 

zum Digital Rights Management (DRM) im 

3D-Druck. DRM bietet Herstellern eine zuverlässige, 

sichere Möglichkeit, hochwertige 

Endteile zu drucken und dies über ein globales 

verteiltes Produktionsnetzwerk zu 

skalieren. Da Streamics 8 den Schutz des 

Designs ermöglicht, müssen sie sich keine 

Sorgen machen. Materialise arbeitet mit 

Partnern zusammen, um einen echten, 

durchgängigen und sicheren 3D-Druck-Prozess 

zu etablieren, der es Anwendern ermöglicht, 

den Druck einer Datei auf vordefinierte 

Drucker zu beschränken, die notwendige 

Druckqualität zu garantieren und die Anzahl 

der Nachdrucke zu begrenzen. 

Die Skalierung der additiven Fertigung 

setzt außerdem voraus, dass sich jede einzelne 

Komponente vollständig zurückverfolgen 

lässt. Streamics 8 speichert automatisch 

alle relevanten Baudaten wie Seriennummern, 

Prozessparameter und Bauteilrevisio- 

nen und stellt sie jederzeit zur Verfügung. 

Mit Streamics 8 unterstützt Materialise sowohl 

Textlabel als auch Data Matrix Label. 

Data Matrix Label wandeln die alphanumerischen 

Daten von standardmäßig additiv 

gefertigten Labeln in einen Datamatrix- 

Code um, der sich automatisch auf einzelne 

Teile anwenden lässt. Diese Smart Tags sind 

kleiner und maschinenlesbar, reduzieren 

menschliche Fehler und automatisieren den 

Nachbearbeitungsprozess weiter. 

Spezielle Build-Prozessoren 

Mit Streamics 8 kündigt Materialise die Unterstützung 

von MTConnect an, was eine 

bessere Überwachung von MTConnect-fähigen 

Geräten – wie beispielsweise ausgewählten 

Stratasys 3D-Druckern – ermög- 

licht. Darüber hinaus bietet Streamics 8 eine 

bessere Maschinenüberwachung für Arcamund 

HP-Drucker durch spezielle Build-Prozessoren. 

Die Live-Überwachung wichtiger 

Maschinenparameter auf dem Streamics- 

Dashboard, einschließlich Maschinenzustand 

und verstrichener Produktionszeit, 

bietet dem Bediener mehr Kontrolle über 

den Produktionsprozess und verbessert die 

Gesamtproduktivität. Materialise ist überzeugt, 

dass offene Werksnormen wichtig 

sind, um eine bessere Konnektivität und einen 

effizienteren Betrieb zu ermöglichen. 

Das Unternehmen plant, künftig noch andere 

Maschinenkommunikationsstandards 

wie OPC-UA zu unterstützen. 

■ 

Materialise GmbH 

www.materialise.com 

Drei Fragen an Marcus Joppe, 

Geschäftsführer Materialise GmbH 

additive: Wie ist die Materialise GmbH aufgestellt und mit welchen 

Schwerpunkten beschäftigen sie sich? 

Joppe: Wir haben in Deutschland drei Standorte, einen in München 

und zwei in Bremen. In München sitzen unsere Kollegen aus dem 

Vertrieb. In Bremen werden zum einen kundenspezifische Softwarelösungen 

entwickelt und zudem produzieren wir dort für unsere Kunden 

aus Deutschland additive Bauteile aus Metall. Generell gliedern 

sich unsere Geschäftsbereiche in drei Kernbereiche: Materialise Manufacturing 

(Dienstleistungen & Anwendungsentwicklung), Materialise 

Software (3D-Druckspezifische Software) und Additive Fertigung 

für die Medizintechnik. 

additive: Können Sie kurz erklären wie sich ihre Softwarelösung 

Magics 3D Print Suite aufbaut? 

Joppe: Die Materialise Magics 3D Print Suite ist die Software-Lösung 

für alle Unternehmen und Branchen, die den 3D-Druck professionell 

nutzen möchten. Dabei spielt es für die Software keine Rolle, 

Marcus Joppe, Geschäftsführer Materialise 

GmbH. Bild: Materialise 

in welchem Schritt des 3D-Druck-Verfahrens der Kunde Unterstützung 

oder eine entsprechende Automatisierung benötigt und in welcher Branche er tätig ist. Der 

Kernbestandteil der Materialise Magics 3D Print Suite ist die Datenaufbereitungssoftware Materialise 

Magics. Ganz unabhängig davon, welche Drucker der Kunde einsetzt: Materialise Magics 

unterstützt die Vorbereitung der Bauteile für den 3D-Druck für nahezu jeden Drucker. Zudem enthält 

Materialise Magics, als optionales Modul, die neue Simulationssoftware. 

additive: Wie umfangreich ist das 3D-Druck-Dienstleistungsangebot? 

Joppe: Materialise Manufacturing unterhält eines der größten und am umfangreichsten ausgestatteten 

3D-Druckwerke der Welt. Mittlerweile wurden dort rund 180 Drucker installiert. Insgesamt 

werden damit sieben unterschiedliche Technologien abgedeckt. Materialise Manufacturing 

bietet allerdings weit mehr als einen reinen 3D-Druck-Service. Die Konstrukteure und Ingenieure 

entwickeln mit dem Kunden zusammen, je nach Bedarf, auch ganz neue, 3D-Druck-spezifische 

Produkte und eventuell auch Geschäftsmodelle. 


Industrie 


Einladung 

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Integration verschiedener Technologien. 

9. Oktober 2019 

HAHN+KOLB Werkzeuge GmbH 

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E-Mail weitere Bestätigungsschritte notwendig sind. 

Bild: HAHN+KOLB 

Unsere Partner: 


06 Werkstoffe 

Zertifizierung von Werkstoffen und Prozessen 

Werkstoffe für die additive 

Fertigung 

Bei der Auswahl der Materialien für die additive Fertigung herrscht 

unter den Anwendern immer noch sehr viel Unsicherheit. Viele additive 

Werkstoffe sind so gut wie die herkömmlichen Alternativen, 

aber einige können im additiven Fertigungsumfeld ganz andere 

Eigenschaften aufweisen als erwartet. 

Autor: Stephen D. Hanna, Ph.D, Direktor Produktmanagement, Materials, 3D Systems 

■■■■■■ Ein 3D-Druckmaterial kann dieselbe 

oder eine ähnliche chemische Zusammensetzung 

aufweisen, wie z. B. die für den 

Spritzguss. Dennoch kann es erhebliche Unterschiede 

in der Leistung geben. Dies kann 

sowohl Nach- als auch Vorteile bringen. 

Daher ist die Kenntnis der Konstruktions- 

und Anwendungsanforderungen für 

das herzustellende Teil von entscheidender 

Bedeutung. Um die richtige Entscheidung zu 

treffen, sollten neben den Eigenschaften, die 

die Werkstoffe je nach Branche üblicherweise 

haben, einige weitere Kriterien beachtet 

werden. 

Weniger Verwirrung durch mehr 

Standardisierung 

Materialien werden anhand von Produktstandards 

(z. B. ASTM, ISO, DIN) klassifiziert 

und bewertet. Da die additive Herstellweise 

einen Einfluss auf die Materialkennwerte 

haben kann, ist es notwendig, diese 

mit vergleichbaren Tests zu bestimmen und 

zur Entscheidungsfindung heranzuziehen. 

Ein guter Hersteller wird also für seine Materialien 

die relevanten Materialkennwerte 

für seine Prozesse bestimmt haben und diese 

in technischen Datenblättern so angeben, 

dass sie mit den konventionellen Materialien 

vergleichbar sind. 

Diese geben den Anwendern Anhaltspunkte 

dafür, welche Eigenschaften das 

3D-gedruckte Produkt tatsächlich haben 

wird. 

In vielen Branchen (z. B. in Medizin und 

Luftfahrt) kann die Zertifizierung von Materialien 

oder Maschinen von entscheidender 

Bedeutung sein. Dies erfordert viel Zeit 

und Erfahrung sowie fortlaufende Tests 

während der Produktion. Doch nur so lässt 

sich sicherstellen, dass die hergestellten Produkte 

über die Materialeigenschaften und 

Maschineneinstellungen stets die zulässigen 

Eigenschaften besitzen. So konnten bereits 

im Fall von 3D Systems Hunderte von Maschinen 

und Werkstoffen erfolgreich zertifiziert 

werden. 3D Systems unterstützt die 

Anwender und so kann die Zeit für die Zertifizierung 

von Jahren in der Regel auf Monate 

reduziert werden. 

Viele Hersteller, insbesondere die Automobilindustrie, 

verwenden für die Erstproduktion SLS-Materialien 

(Selective Laser Sintering). Besonders geeignet 

ist z. B. das Dura-Form Prox HST. Bild: 3D Systems 

Paradigmenwechsel im Design 

Durch die additiven Technologien können 

Grenzen der Fertigbarkeit überwunden werden. 

Anstatt lediglich das bestehende Design 

für ein Spritzgussteil additiv herzustellen, 

sind nun komplexere Formen mit weniger 

Aufwand herstellbar. Dies resultiert in der 

Regel in einer signifikanten Einsparung von 

Montageschritten, der Reduzierung der Teilegewichte, 

der Verringerung von Lagerhaltungskosten 

und führt zu einer Leistungsund 

Effizienzsteigerung. 

Welche Anwendungsbereiche gibt es für 

additive Werkstoffe? 

Die additive Fertigung ist für fast jeden Anwendungsbereich 

geeignet. Es gibt zwar immer 

die Möglichkeit, einen Gegenstand genauso 

zu produzieren, wie im Spritzgussverfahren. 

Doch das würde nicht das beste aus 

der additiven Technologie herausholen. 

Hier ein paar Anwendungsbeispiele: 

Die ursprüngliche Anwendung für die 

additive Fertigung war bisher das Rapid 

Prototyping, also die schnelle Herstellung 

von Musterbauteilen. Materialien und Technologien 

haben sich im Laufe der Jahre wei- 


Ein gutes Beispiel ist die Verwendung 

von durchsichtigen Materialien in 

3D-Druckern für die Stereolithografie 

(SLA) für transparente Teile, wie sie 

Werkzeugfreie Erstteileproduktion 

z. B. für die Herstellung von Linsen 

verwendet werden. Bild: 3D Systems Viele Hersteller, insbesondere die Automobilindustrie, 

verwenden für die Erstproduktion 

SLS-Materialien (Selective Laser Sintering) 

bis das eigentliche Werkzeug fertiggestellt 

ist und die Massenproduktion beginnen 

kann. Besonders geeignet ist z. B. das 

Dura-Form Prox HST. Dies ist ein faserverstärktes 

Nylon mit ausgezeichneter Festigkeit 

und hoher Temperaturbeständigkeit. Es 

ist nicht leitend und RF-transparent. Seine 

Eigenschaften eignen sich für viele Teile und 

Gehäuse oder zum Testen und Verwenden in 

mechanisch anspruchsvollen Umgebungen. 

Werkzeuge und Vorrichtungen 

terentwickelt und bieten eine hervorragende 

Qualität. So werden nahezu alle additiven 

Technologien für das Prototyping verwendet 

– von Anschauungsmodellen über funktionale 

Modelle, wo es auf Form- und Passgenauigkeit 

ankommt, bis hin zu Feingussmodellen 

und Prototypen aus Metall. 

Ein gutes Beispiel ist die Verwendung 

von durchsichtigen Materialien in 3D-Druckern 

für die Stereolithografie (SLA) für 

transparente Teile, wie sie z. B. für die Herstellung 

von Linsen verwendet werden. 

Hochwertige Elastomerteile sind ebenfalls 

als Prototypen sehr gut geeignet. Sie ermöglichen 

eine sehr schnelle Herstellung 

gummiartiger Teile, um das Umspritzen von 

Teilen, Handgriffen und anderen Produkten 

zu testen. 

3D-Druckteile werden sowohl für 

Prototypen- als auch für Kleinserienwerkzeuge 

verwendet und eignen sich 

ideal für Presswerkzeuge. Bild: 3D Systems 

Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich „trueto-CAD“-Gegenstände 

direkt aus der Designdatei 

herstellen. Dies ermöglicht eine 

sehr schnelle Konstruktion und Produktion 

von individuellen Vorrichtungen für die 

Montage, Prüfung und Reparatur. Die Herstellung 

von Werkzeug- und Vorrichtungen 

nach dieser Methode spart Zeit, um individuelle 

Vorrichtungen von Hand herzustellen, 

die Genauigkeit zu erhöhen und Montagefehler 

zu reduzieren. 

Herstellung von Presswerkzeugen 

3D-Druckteile werden sowohl für Prototypen- 

als auch für Kleinserienwerkzeuge verwendet 

und eignen sich ideal für Presswerkzeuge. 

Diese sind in der Regel recht unkompliziert 

und daher einfach herzustellen. Sie 

können zur direkten Herstellung von Teilen 

in hohen Mengen verwendet werden. Die 

SLA, Figure 4 und MJP (MultiJet) 3D-Drucker 

verfügen über eine Reihe robuster 

Werkstoffe, die unter anderem für Presswerkzeuge 

zum Hydroformen und Vakuumformen 

verwendet werden können. 

Dies sind nur einige Anwendungsbeispiele, 

die durch additive Technologien und Materialien 

optimiert werden können. Additive 

Werkstoffe bringen neue Produktionsprozesse 

mit sich und können die Leistung der 

zu fertigenden Teile erheblich verbessern. ■ 

3D Systems Corporation 

www.3dsystems.com 


Blickfang 

Hochgeschwindigkeits- 

Laserauftragschweißen (EHLA) 

Die Ponticon GmbH fertigt im Rahmen eines 

Gemeinschaftsprojektes mit der Fraunhofer- 

Gesellschaft Anlagen für das Additive Manufacturing, 

mit denen sich 3D-Körper und -Strukturen aus 

Metall herstellen lassen. Damit macht das Unternehmen 

das revolutionäre Extremes Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen 

(EHLA) des 

Fraunhofer- Instituts für Lasertechnik ILT für kommerzielle 

Serienanwendungen nutzbar. 

Bild: Volker Lannert/Fraunhofer ILT 



Inserentenverzeichnis 

Aerotech GmbH Elektronische Steuerungen, 

Fürth ..................................................23 

ARBURG GmbH & Co. KG, 

Loßburg ..............................................29 

EOS GmbH Electro Optical Systems, 

Krailling ...............................................13 

fairXperts gmbh & Co. KG, 

Neuffen ................................................3 

Andreas Maier GmbH & Co. KG, 

Fellbach ..............................................17 

Technische Akademie Esslingen e.V., 

Ostfildern .............................................60 

VDW Verein Dt.Werkzeug- maschinenfabriken e.V., 

Frankfurt ...............................................5 

Ihr Kontakt in die 

Anzeigenabteilung 

Verena Benz 

0711–7594332 

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 

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

Redaktion: 

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

Redaktionsassistenz: 

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

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Anzeigenverkauf: 

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Cornelie Martin, Phone +49 711 7594–354 

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Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 59 vom 1.10.2018 

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

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bestellt war, läuft das Abonnement bis auf Widerruf. 

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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 

Bild: Thomas Masuch/Mesago Messe 

Frankfurt GmbH 

Die additive 04-2019 erscheint am 31.10.2019. Darin werden wir für Sie die Highlights des Branchenevents 

des Jahres vorstellen – der Formnext 2019, die vom 19. bis 22. November in Frankfurt am Main stattfindet. 

Die Formnext ist die führende Fachmesse mit begleitender Konferenz zum Thema additive Fertigung und sämtlicher 

vor- und nachgelagerten Prozesse. 

Zudem werden wir uns in der Ausgabe 04-2019 mit dem Thema: „Design – alles ist möglich“ beschäftigen. 

Wir wollen zeigen, welche neuen Produkte durch die Designfreiheiten des 3D-Drucks möglich sind. 

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 

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 


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4. Dezember 2019 

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Programm Highlights: 

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Fachbereichen Maschinenbau 

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begleitende Fachausstellung 

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Durch Informationen, Diskussionen und 

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Überblick über neueste Entwicklungen, 

Herausforderungen und Anwendungen. 

Anmeldung unter: 

Online www.tae.de/go/additive 

E-Mail anmeldung@tae.dee 

Telefon +49 711 340 08 -23 

Veranstaltungsort: 

Technische Akademie 

Esslingen e.V. 

An der Akademie 5 

73760 Ostfildern 

Anmeldung: 

www.tae.de/go 

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additive 03.2019

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