Anmeldung bis Ende März möglich 11.03.2020, 10:41 Uhr

Aufruf zur Mitarbeit: Additive Manufacturing im Werkzeugbau

Der Werkzeugbau durchläuft aktuell eine schwierige Phase. Insbesondere bei Firmen, die der Automobilindustrie zuliefern, spitzt sich die wirtschaftliche Situation zu – Neuaufträge bleiben seit fast einem Jahr aus. Wie können die Werkzeugbauer gegensteuern? Besonders wichtig ist es, neue attraktive Technologien in die eigene Wertschöpfungskette zu integrieren.

Auch für die Branche des Werkzeugbaus eröffnen die Technologien der Additiven Fertigung neue Möglichkeiten.

Auch für die Branche des Werkzeugbaus eröffnen die Technologien der Additiven Fertigung neue Möglichkeiten.

Foto: VDMA

Eine Chance für Werkzeugbaubetriebe, ihre Attraktivität als Zulieferer zu steigern, bietet die Additive Fertigung. Mit verschiedenen additiven Verfahren lassen sich komplexe und individualisierte Bauteile flexibel herstellen. Die noch junge Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Um den Wissenstransfer zu unterstützen, bieten das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen gemeinsam mit der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie in Kürze ein Konsortialprojekt zum Thema „Additive Manufacturing (AM) im Werkzeugbau“ an.

Technologische und wirtschaftliche Potenziale von Additive Manufacturing

Welche Möglichkeiten eröffnet die additive Fertigung den vielen kleinen Unternehmen aus dem Werkzeugbau? Um diese Frage zu beantworten, beginnen zwei bekannte Aachener Institutionen – das Fraunhofer IPT und die WBA – im Mai 2020 ein über sieben Monate laufendes Projekt, für das sich interessierte Unternehmen noch bis zum 26. März 2020 anmelden können. Den teilnehmenden Firmen wird ein tiefgehender Einblick in verschiedene additive Fertigungstechnologien geboten, die sich für den Einsatz im Werkzeugbau erfolgreich nutzen lassen. Außerdem wird in der Veranstaltung analysiert, welche Chancen AM in technologischer sowie wirtschaftliche Hinsicht bietet, und welche veränderten oder neuen Geschäftsmodelle sich jeweils erschließen lassen.

Das drahtbasierte Laserauftragsschweißen „LMD-W“ ist eines von mehreren additiven Fertigungsverfahren, das derzeit am Fraunhofer IPT erforscht und erprobt wird. Foto: Fraunhofer IPT

Drei Projektphasen decken alle Aspekte ab

  • Erste Phase – Benchmarking: Mithilfe einer ausführlichen, kennzahlenbasierten Analyse erarbeiten die Projektpartner den Nutzen der additiven Fertigung für den Werkzeugbau. Betrachtet werden die diversen infrage kommenden AM-Verfahren, die aktuell verfügbaren Materialien sowie die Maschinen- und Anlagentechnik. Auch die erfolgsversprechenden Anwendungen werden betrachtet.
  • Zweite Phase – Technologie-Analyse: In dieser Projektphase werden drei Workshops durchgeführt. Darin geht es um konkrete Einsatzmöglichkeiten der AM-Technologie für die beteiligten Firmen, die gemeinschaftlich erarbeitet werden. Im Vordergrund stehen wirtschaftliche Aspekte; unter anderem wird das Kosten-Nutzen-Verhältnis der infrage kommenden AM-Konzepte analysiert.
  • Dritte Phase – Praxiseinsatz: Im finalen Projektschritt überführen die Projektpartner die zuvor erarbeiteten technologischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten additiver Verfahren für den Einsatz im Werkzeugbau in die Praxis. In diesem Schritt werden neue Geschäftsmodelle entwickelt, die Firmen aus der Branche wirtschaftlich weiterbringen können.

Besonders wichtig für Teilnehmer: Intensive Praxisorientierung

Die WBA verfügt über ein großes Netzwerk, zu der Firmen aller Größenordnungen und aller Einsatzbereiche von Werkzeugen gehören. Sie bildet eine wichtige Plattform für die lösungsorientierte Zusammenarbeit und den nachhaltigen Austausch im Werkzeugbau. Im Jahr 2019 hat die WBA beispielsweise rund 50 bilaterale Industrieberatungsprojekte durchgeführt. Die große Industrienähe bietet andererseits auch beste Voraussetzungen für das jetzt anstehende, praxisorientierte Projekt: So wird es möglich, Besuche bei mehreren Werkzeugbauten anzubieten, welche die additive Fertigung schon erfolgreich in ihre Arbeitsabläufe integriert haben. Die Projektteilnehmer können „vor Ort“ praxisnah erleben, wie sich eine erfolgreiche Integration von AM in bestehende Prozessketten umsetzen lässt. Großer Wert wird dabei auf den Aspekt gelegt, wie die Prozess- und Produktqualität weiterhin sichergestellt werden kann.

Fraunhofer-Institut baut Expertise immer weiter aus

Das Entwicklerteam des Fraunhofer IPT ist aktuell in vielen innovativen AM-Projekten involviert. Zum Beispiel hat es kürzlich die Technologie einer „Substratplatte“ zum Patent angemeldet: Das System basiert auf einer wiederverwendbaren Platte aus Hochtemperaturstahl, in die Zylinderstifte eingelassen sind. Darauf können Werkstücke additiv gefertigt und nachbearbeitet werden. Mit dem neuen Spann- und Referenziersystem lassen sich L-PBF-Werkstücke nun an konventionellen Maschinen weiterbearbeiten. Sie müssen nicht mehr durch mechanische Verfahren wie Sägen oder Drahterodieren von der Grundplatte gelöst werden, um sie dann in einem Spannsystem zu fixieren.

Auch in den Niederlanden nimmt Fraunhofer im Bereich der additiven Fertigung nun Fahrt auf: Durch die Zusammenarbeit des Fraunhofer IPT aus Aachen, des „Fraunhofer Project Centers“ an der Universität Twente (FPC@UT) sowie des niederländischen Unternehmens Additive Industries B.V. aus Eindhoven werden die Aktivitäten in den Benelux-Ländern ausgebaut. Gemeinsam wird zum Beispiel an industrierelevanten Entwicklungen auf dem Gebiet des pulverbettbasierten Laserschmelzens (L-PBF) gearbeitet. Mit gebündelter Expertise werden neue Materialien qualifiziert, Designrichtlinien verbessert, Methoden zur Nachbearbeitung additiver Bauteile weiterentwickelt und die Integration in die industrielle Prozesskette optimiert.

Das pulverbettbasierte Laserschmelzen (Laser Powder Bed Fusion – L-PBF) kommt bisher beispielsweise in der Fertigung von Turbomaschinenkomponenten zum Einsatz und wird ebenfalls in Aachen weiterentwickelt. Foto: Fraunhofer IPT

Die in vielen Projekten mit Hochschul- und Industriepartnern gesammelten Erfahrungen können in allen weiteren Vorhaben des Fraunhofer IPT genutzt werden und kommen nun auch den industriellen Teilnehmern des Konsortialprojekts zugute.

Anmeldung zum Konsortialprojekt

Das Konsortialprojekt richtet sich an alle Werkzeug- und Formenbaubetriebe sowie alle verwandten Unternehmen in der Einzel- und Kleinserienfertigung. Interessierte Unternehmen können sich bis zum 26. März 2020 anmelden. Weitere Infos und Auskunft geben

www.ipt.fraunhofer.de

www.werkzeugbau-akademie.de

Von Dr. Kristian Arntz, Fraunhofer IPT (Tel.+49 241 8904–121, E-Mail: kristian.arntz@ipt.fraunhofer.de),Christoph Kelzenberg, WBA (Tel.+49 151 51528696, E-Mail: c.kelzenberg@werkzeugbau-akademie.de).

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