Integration additiver Herstellverfahren in die industrielle Prozess-, Fertigungs- und IT-Kette (Pr0F1T)

Problemstellung
Der 3D-Druck gilt als Schlüsseltechnologie, um künftig komplexe, individualisierte Produkte effizient herstellen zu können. Besonders die Herstellung im Pulverbett (ALM – Additive Layer Manufacturing), d. h. der Aufbau von Bauteilen Schicht für Schicht aus feinem Metallpulver, wird hier vermehrt in der Industrie angewendet. Produkte aus der Medizin und Luftfahrt, die besonders von der großen Designfreiheit des 3D-Drucks profitieren, sind hierfür erste Beispiele. Ein weiterer Vorteil liegt in der Digitalisierung der gesamten Prozesskette, also von der Konstruktionszeichung bis hin zum fertigen Bauteil. Hierbei muss der Konstrukteur heute jedoch noch umständlich zwischen verschiendenen Softwarelösungen und Datenformaten wechseln, wobei Informationsgehalt verloren geht. Zudem ist die Prozesskette heute noch von vielen manuellen Arbeitsschritten geprägt. Auch wenn einzelne Produkte, wie Impantate oder Luftfahrtbauteile, bereits wirtschaftlich gefertigt werden können, bleibt ALM bisher ein breiter Zugang auch zu anderen Branchen verwehrt.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojekts Pr0F1T ist daher die Entwicklung einer durchgängigen digitalen Prozesskette, die eine Automatisierung der dem 3D-Druck vor- und nachgelagerten Prozesse ermöglicht. Technisches Ziel ist dabei die Bereitstellung eines IT- Werkzeugkasten, welcher von der Konstruktion bis zum fertigen Bauteil genutzt werden kann. Hierdurch werden neue Möglichkeiten eröffnet, die Verfahrensgeschwindigkeit und -qualität zu erhöhen. Ferner werden Automatisierungslösungen bereitgestellt, die einen einfachen Materialfluss ermöglichen.

Vorgehensweise
Erreicht wird das Projektziel durch die Entwicklung eines neuen Datenformats, welches die Weitergabe aller relevanten Informationen – von der Konstruktion bis zur Herstellung der endgültigen Bauteilform, beispielsweise durch Fräsen – sicherstellt. Die gesamte Prozesskette wird hierbei untersucht und dazu ein IT-Werkzeugkasten entwickelt, der sich in Standard-Konstruktionssoftware einbinden lässt. Durch die Automatisierung der vor- und nachgelagerten Fertigungsschritte werden Zeit- und Aufwandsvorteile erzielt. Durch effiziente Nutzung der aus dem IT-Werkzeug integrierten Bauteilinformationen kann die Demonstratoranlage so gesteuert werden, dass sich eine Beschleunigung der Bauteilherstellung ergibt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Es wird erwartet, dass bei der Arbeitsvorbereitung der Bauteile eine Zeitersparnis von bis zu 50 Prozent erreicht wird. Die Zeit- und Aufwandseinsparungen können in den Branchen Medizintechnik und Luftfahrt sowie im Maschinenbau und darüber hinaus genutzt werden.

• CENIT Aktiengesellschaft
• Concept Laser GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• implantcast GmbH
• Leibniz Universität Hannover
• Quast Praezisionstechnik GmbH
• toolcraft AG