Metallischer 3-D-Druck auf automobilem Serienkurs
Das Verbundprojekts IDAM ist gestartet. Es soll die „Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing (AM) für automobile Serienprozesse“ vorantreiben. Konkret werden die Projektpartner bestehend aus KMU, Großunternehmen und Forschungsinstitutionen den metallischen 3-D-Druck erstmalig in einen industrialisierten und hochautomatisierten Serienprozess in der Automobilindustrie überführen.
Foto: BMW Group
Die zwölf Projektpartner wollen mit ihrem Vorhaben Deutschland als Produktionsstandort nachhaltig stärken. Durch die Integration des metallischen 3-D-Drucks in die konventionellen Fertigungslinien ermögliche es IDAM, kosten- sowie zeitintensive Prozesse, wie die Fertigung von Formwerkzeugen, abzulösen und dem Wunsch nach Produktindividualisierung ohne Mehraufwand zu entsprechen.
50.000 Gleichteile pro Jahr
Die Implementierung des metallischen 3-D-Drucks erfolgt an zwei Standorten: im Additive Manufacturing Center der BMW Group in München sowie im Bonner Werk des Automobilzulieferers GKN Powder Metallurgy. Dort qualifiziert das IDAM-Team die AM-Technologie für die jeweils spezifischen Anforderungen in der Gleichteilfertigung wie auch der Individual- und Ersatzteilfertigung anhand konkreter Bauteile. Die anvisierten Stückzahlen sprechen für den Signalcharakter des Verbundprojekts: Künftig soll es bei höchstem Qualitäts- und Kostendruck mit den AM-Fertigungslinien möglich sein, mindestens 50.000 Bauteile pro Jahr in der Gleichteilfertigung und über 10.000 Individual- und Ersatzteile herzustellen.
Manuelle Tätigkeiten auf weniger als 5% senken
In Bonn und München werden zwei modulare und nahezu vollständig automatisierte AM-Fertigungslinien aufgebaut. Sie bilden den gesamten Prozess von der digitalen über die physische Bauteilfertigung bis hin zur Nachbereitung ab. Einzelne Module können durch den bausteinartigen Aufbau der Linie an die unterschiedlichen Produktionsanforderungen angepasst und, sofern notwendig, ersetzt werden. Darüber hinaus ist es möglich, einzelne Prozessschritte flexibel anzusteuern und auszulasten. Durch die ganzheitliche Betrachtung der automobilen Fertigungslinie wollen die Projektteilnehmer den manuellen Anteil der Tätigkeiten entlang der Prozesskette von aktuell rund 35% auf weniger als 5% senken. Außerdem sollen sich die Stückkosten der 3-D-gedruckten Metallbauteile mehr als halbieren.
In der Konzeption, Bereitstellung und Vernetzung der Module für die AM-Fertigungslinie tritt vor allem die Expertise der KMU innerhalb des Projektkonsortiums in den Vordergrund. Sie übernehmen unter anderem die Automatisierung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Prozessschritten oder entwickeln im Rahmen des Projekts eine serienfähige und modulare Fertigungsanlage für den metallischen 3-D-Druck. Auch die weiteren modularen Bestandteile, wie das Pulverhandling, die Prozessüberwachung und die automatisierte Nachbearbeitung, werden durch die KMU entwickelt. Die Forschungsinstitutionen übernehmen unter anderem Aufgaben im Bereich der Prozessführung, des digitalen Zwillings sowie der präventiven Qualitätssteigerung. Durch das Mitwirken der großen Industrieunternehmen wird der Einsatz dieser verknüpften Module in den AM-Fertigungslinien unter realen Bedingungen und im großen Stil möglich. Außerdem können dadurch industrielle Standards festgelegt und industrierelevante Qualitätsmerkmale ausgearbeitet werden. Erst durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit wird es im IDAM-Projekt möglich, den metallischen 3-D-Druck für die automobilen Serienprozesse ganzheitlich zu betrachten und ihn nachhaltig in der Produktion zu etablieren.
Die Projektpartner sind: BMW Group, Aconity GmbH, Concept Reply GmbH, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, GKN Powder Metallurgy, Myrenne GmbH, Intec GmbH, Kinexon Industries GmbH, Lehrstuhl Digital Additive Production DAP an der RWTH Aachen, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (UTG) an der TU München, Schmitz Spezialmaschinenbau GmbH, Volkmann GmbH. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Bekanntmachung „Linienintegration additiver Fertigungsverfahren“.
