TOPSTORY » 3D-Druck In
TOPSTORY » 3D-Druck In Kooperation mit dem 3D-Druckanlagenhersteller EOS hat Audi das Potenzial der additiven Fertigung im eigenen Werkzeugbau analysiert. Als Ergebnis setzt die Audi AG in ihrem Metall-3D-Druckzentrum in Ingolstadt bei der Herstellung von ausgewählten Werkzeugsegmenten nun komplett auf den industriellen 3D-Druck. Konkret wird die additive Fertigung mit EOS-Technologie aktuell bei zwölf Segmenten von vier Werkzeugen zur Warmumformung eingesetzt. Zudem sollen in Zukunft deutlich mehr Bauteile gedruckt werden. Audi nutzt die mit dem System EOS M 400 gefertigten Werkzeugsegmente in seinem Presswerk zur Herstellung von Karosserieteilen, unter anderem für Markt für additive Fertigung wächst leicht Gesamtmarktentwicklung für industrielle additive Fertigung in Metall und Kunststoff von 2020 bis 2025 – Prognose aus Lieferanten-Sicht. Laut dem Report des Beratungsunternehmens Ampower wird der Markt für die additive Fertigung von Polymer und Metall bis 2025 auf über 17 Mrd. Euro anwachsen. Der Markt für Metall 3D-Druck stagnierte 2020 Pandemie-bedingt. Während die Umsätze mit Anlagenverkäufen deutlich zurückgegangen sind, haben die Hersteller von 3D-Druck Bauteilen ein leichtes Wachstum erfahren. Insbesondere der sonst sehr starke Luftfahrtmarkt ist hinter den Erwartungen geblieben. Für die kommenden fünf Jahre wird im Metall 3D-Druck-Bereich mit einem jährlichen Wachstum von über 29 % gerechnet. Der Polymer-Markt ist mit rund 5 Mrd. Euro mehr als doppelt so groß wie der Metallmarkt, erwartet aber mit gut 15 % ein deutlich geringeres Wachstum. Für Polymere ist speziell der Markt für Materialien und Bauteilfertigung deutlich größer als in Metall. Bild: Ampower den Audi A4. In Zukunft sollen auch Bauteile für die Elektrofahrzeuge so gefertigt werden. Die Werkzeugsegmentfertigung in Teilen von konventionell auf additiv umzustellen, ist für Audi ein wichtiger Schritt. Denn es zeigt die Qualität und Zuverlässigkeit des industriellen 3D-Drucks sowie die Vorteile, die die Designfreiheit des Fertigungsverfahrens erst ermöglicht. Mehrere 100.000 Teile wurden bereits mit den 3D-gedruckten Werkzeugen gefertigt und in ausgewählten Modellen verbaut. Vorteile des 3D-Drucks im Werkzeugbau Beim Einsatz der additiven Fertigung im Audi-Metall-3D-Druckzentrum steht die Herstellung von Warmumformsegmenten und Druckgusswerkzeugeinsätzen im Vordergrund. Die Konstruktionsabteilung in Ingolstadt erstellt komplette Werkzeuge, die bis zu 5 x 3 m messen können. Die einzelnen additiv gefertigten Werkzeugsegmente wiederum erreichen eine Länge von bis zu 400 mm und ein Gewicht von bis zu 120 kg. Durch Größe und Komplexität der Werkzeugsegmente sind Bauzeiten von bis zu 20 Tagen keine Seltenheit, weshalb Zuverlässigkeit und Qualität des eingesetzten 3D-Drucksystems EOS M 400 entscheidende Erfolgsfaktoren sind. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich innerhalb der Werkzeugsegmente hochkomplexe, am Bauteil ausgelegte Kühl - kanäle erzeugen. Die so erreichte konturnahe und homogenere Kühlung ermöglicht reduzierte Zykluszeiten und eine sehr gute Bauteilqualität und das ist für die Serienherstellung des eigentlichen Fahrzeugbauteils maßgeblich. Matthias Herker, technischer Projektleiter im Audi- Metall-3D-Druckzentrum sagt: „Von der ersten Qualifikation durch EOS über die interne Weiterentwicklung der gesamten Prozesskette bis hin zur Standardisierung eines neuen Fertigungsverfahrens: Nun ernten wir die Früchte einer jahrelangen Entwicklung innerhalb der Audi-Produktion.“ Und weiter: „Wann immer die konventionellen Herstellungsmethoden an ihre Grenzen stoßen, greifen wir auf die additive Fertigung zurück – und können somit die gewünschte Qualität sicherstellen und die geforderte Fertigungszeit einhalten.“ Markus Glasser, Senior Vice President EMEA bei EOS sagt: „Die jüngsten Beispiele zeigen, dass der 3D-Druck bei Audi im Bereich Betriebsmittel angekommen und etabliert ist. Besonders stolz sind wir, dass die additiv gefertigten Werkzeugsegmente dabei ausschließlich unter Nutzung eines industriellen 3D-Druckers von EOS entstehen. Gleichzeitig haben wir in Audi einen Partner, mit dem wir den AM- Einsatz für den Automobilbau – eine Schlüsselindustrie für uns – noch weiter vorantreiben können.“ 34 Industrieanzeiger » 10 | 2021
Bild: Christian Seeling/Messe Erfurt Die Potenziale des industriellen 3D- Drucks für einen klimaneutralen Luftund Straßenverkehr beleuchten die Keynotes zur Rapid-Tech 3D. Keynote-Vorträge auf dem digitalen Fachkongress Rapid-Tech 3D 2021 Schlüssel zum klimaneutralen Straßen- und Luftverkehr Mit Herausforderungen und Lösungsansätzen der additiven Fertigung für eine klimaneutrale Mobilität greifen die Keynotes der Rapid-Tech 3D 2021 das Thema Nachhaltigkeit als Leitmotto des Kongresses auf. Dass der industrielle 3D-Druck bereits „Bus fährt“, zeigen Ralf Anderhofstadt und Janis Kretz im Eröffnungsvortrag am 22. Juni auf. Ralf Anderhofstadt leitet das Kompetenzzentrum 3D-Druck bei Daimler Buses sowie das crossfunktionale 3D-Druck-Projekt innerhalb der Daimler Truck AG. Janis Kretz ist Digital Supply Chain Manager 3D-Druck des Kompetenzzentrums. Beide berichten über die bereits erfolgte Implementierung additiver Fertigung in die internen Prozesse und die Produktion von 3D-Druckteilen, die in den Bussen der Marken Mercedes-Benz und Setra der Daimler Truck AG verbaut sind. „Der 3D-Druck bedeutet für uns einen Wandel vom physischen zum digitalen Geschäftsmodell. Aktuell bauen wir unser ‚digitales Warenhaus‘ auf, um potenzielle Teile schnellstmöglich zu drucken und somit die Teileverfügbarkeit für unsere Kunden zu perfektionieren“, sagt Ralf Anderhofstadt, der sich auch im VDI zu rechtlichen Aspekten additiver Fertigungsverfahren engagiert sowie als Referent im Bereich additiver Fertigung tätig ist. „3D-Druck wird für das klimaneutrale Flugzeug der Zukunft unabdingbar sein“, sagt Volker Thum. Erste Erfolge und Herausforderungen für AM in der Luftfahrt thematisiert der Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes der Deutschen Luftund Raumfahrtindustrie e. V. (BDLI) in seiner Keynote zu Beginn des zweiten Kongresstages. Der ehemalige Airbus- Manager mit 25-jähriger Erfahrung in verschiedenen verantwortlichen Funktionen im Konzern betont, dass die Luftfahrt wie kaum eine andere Branche vor der Notwendigkeit steht, Gewicht zu verringern. Jedes reduzierte Kilogramm spart bis zu drei Kilogramm CO 2 – und das täglich. Eine spezielle Luftfahrtanwendung steht im Mittelpunkt des Abschlussvortrags am Nachmittag des 23. Juni. Alexander Altmann von der Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH wird über die Integration der AM-Technologie in die Produktion des Flügelenden-Klappantriebssystems der Boing 777X anhand eines Hydraulikaktuators berichten. Die Fallstudie zeigt, wie Liebherr Herausforderungen wie thermische Spannungen in der Produktion, Druckabfälle im Betrieb, Oberflächenbehandlung und Verschleißoberflächen von Titanaktuatoren begegnet. Darüber hinaus gibt der Leiter Additive Fertigung bei Liebherr-Aerospace Lindenberg einen Ausblick auf die technologischen Anforderungen bei der Serienfertigung hochintegrierter Komponenten. (fr) www.rapidtech-3d.de Rapid-Tech 3D in Erfurt Der Rapid-Tech 3D-Fachkongress 2021 wird am 22. und 23. Juni ausschließlich digital stattfinden. Neben dem Kongress aus dem Rapid.Tech Live- TV-Studio präsentieren sich die Aussteller in einer virtuellen Expo. Industrieanzeiger » 10 | 2021 35
