Smart Factory Day 2017

Bionisches Design und additive Fertigung

| Autor: Thomas Günnel

Klaus Müller von Bionic Production referierte beim Smart Factory Day zu den Möglichkeiten von additiver Fertigung und bionischem Design.
Klaus Müller von Bionic Production referierte beim Smart Factory Day zu den Möglichkeiten von additiver Fertigung und bionischem Design. (Bild: Stefan Bausewein)

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Die smarte Fabrik vereint vernetzte und „intelligente“ Anlagen – und zukunftsweisende Fertigungsverfahren. Beim Smart Factory Day stellte Klaus Müller von Bionic Production vor, wie additive Fertigung und bionische Designs die Industrie verändern.

Die additive Fertigung ist in der Entwicklung etabliert; im industriellen Umfeld, sprich: der Serienproduktion, kann das Verfahren noch nicht mithalten. Das zu ändern ist das Ziel von Bionic Production, einer Ausgründung der Laserzentrum Nord. Der Weg dorthin: Bionic Production hilft Unternehmen, die additive Fertigung anzuwenden, zum Beispiel indem es Konstrukteure schult oder Bauteile optimiert, um sie sinnvoll generativ herzustellen.

Beim Smart Factory Day Ende November in München sprach Klaus Müller, verantwortlich für Marketing & Vertrieb, Kooperationen und Organisation des Unternehmens, darüber, wie sich bionisches Design und additive Fertigung ergänzen. Sinnvoll sei die additive Fertigung vor allem dann, wenn sich unterschiedliche Funktionen in Bauteile integrieren lassen – zum Beispiel die Kühlung von Komponenten. Die vorrangigen Treiber der Verfahren sieht Müller vor allem in der geringeren Anzahl an Fertigungsschritten und dem daraus resultierenden geringeren Material- und Energieeinsatz. „Design und Produktion werden sehr eng zusammenrücken“, sagte Müller. Änderungen im Design resultierten künftig direkt in der Produktion – ohne Zwischenschritt.

Motorkomponenten additiv fertigen

Die Vorteile der Funktionsintegration demonstriert ein von Renault Trucks Anfang dieses Jahres vorgestellter Vierzylinder-Motor mit gedruckten Komponenten, an dessen Entwicklung Bionic Production beteiligt war: Die Entwickler integrierten rund 80 Teile in den Zylinderblock und 45 in den Zylinderkopf; fertigten unter anderem die Kipphebel und die Lagerdeckel der Nockenwellen im 3-D-Druck-Verfahren. Außerdem optimierten sie etwa die Halterung der Lichtmaschine und des Motorkabelbaums und konnten so insgesamt rund 200 Bestandteile sparen. Das Ergebnis: Der Motor wiegt mit 120 gesparten Kilogramm 25 Prozent weniger. Erste Prüfstandstests verliefen vielversprechend.

Wie weit sich diese Entwicklung treiben lässt, zeigte Müller anhand eines neuen Turboprop-Triebwerks. Es ist fünf Prozent leichter als das Vorgängermodell; der deutlichste Vorteil der Funktionsintegration ist aber die geringere Komplexität: es besteht aus zwölf Teilen – statt zuvor 855. Seinen ersten Testlauf hat das Triebwerk im Januar 2018.

Für das kommende Jahrzehnt rechnet Müller mit einer Automatisierung der additiven Fertigung. Einen ersten Schritt ging sein Unternehmen im November: mit dem Bezug der „Bionic Smart Factory“ – einem Fabrikkonzept für eine komplexe 3-D-Druck Produktion. Im Mittelpunkt stehen die bionische Produktgestaltung von Bauteilen und deren wirtschaftliche Fertigung. Außerdem dient die Fabrik als Ausgangspunkt für kooperationsoffene Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Zusammenarbeit mit der Laser Zentrum Nord GmbH.

Über Bionic Production AG

Die Bionic Production GmbH ist ein Spin-Off der Laser Zentrum Nord GmbH in Hamburg. Langjährige wissenschaftliche Forschungsarbeit und umfassende Kooperationen mit Industriepartnern bilden die Grundlage des Geschäftsmodells. Das Unternehmen bringt nach eigenen Aussagen 3-D-Druck-Verfahren in Serie, um die Vorteile der Technik für die Industrie nutzbar zu machen. Das Portfolio umfasst die strategische Beratung, Ausbildung und Teileoptimierung, die qualifizierte Fertigung von (bionischen) 3-D-Druckbauteilen und die komplette Fabrikplanung. Darüber hinaus forscht das Unternehmen an Systemen und Lösungen, die die Effizienz der Technologie optimieren.

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Produktion

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