Leichtbauteile aus dem 3D-Drucker

Das Netzwerk 3D Composite Print entwickelt unter Leitung des Fraunhofer IPA neue Lösungen, um FVK-Bauteile mit 3D-Druck kostengünstig herzustellen / Bildquelle: Fraunhofer IPA

Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) werden in der Industrie immer beliebter. Allerdings ist die Herstellung und Reparatur der Werkstücke teuer und aufwendig. Unter Leitung der Fraunhofer-Projektgruppe Regenerative Produktion entwickelt das Netzwerk 3D Composite Print (3D-CP) neue Lösungen mit generativer Fertigung. Vertreter aus Forschung und Industrie können noch beitreten und beim nächsten Treffen am 7. April in Heilsbronn teilnehmen.

FVK-Bauteile sind extrem leicht und gleichzeitig sehr fest. Da sie schnellere und präzisere Bewegungen ermöglichen, steigern sie die Leistungsfähigkeit vieler Produkte. Davon profitieren zahlreiche Branchen, wie beispielsweise die Flugzeug- und Automobilindustrie, die Windkraft oder der Maschinen- und Anlagenbau, so Joachim Kleylein, Projektleiter der Fraunhofer-Projektgruppe und Führungsmitglied im Netzwerk 3D-CP. Allerdings werfen die Herstellung und Reparatur der Werkstücke noch Fragen auf.

Heutzutage werden die Bauteile meistens mit Formwerkzeugen gefertigt. Deren Produktion ist vor allem bei kleinen Stückzahlen zeitintensiv und teuer. Außerdem müssen die Bauteile manuell in der Form abgelegt und laminiert werden. Da Firmen oft nur kleine Stückzahlen benötigen, lohnt sich eine automatisierte Herstellung nicht. 3D-Drucktechnologien bieten vielseitige Potenziale, Bauteile schneller herzustellen und instand zu setzen. Hierfür ist allerdings ein breites Kompetenzspektrum erforderlich, das KMU selten abdecken. Notwendig ist zum Beispiel Expertise in der Bauteilherstellung, im 3D-Druck, der Steuerungs- und Antriebstechnik und bei Softwaresystemen. Um neue Lösungen zu entwickeln und ein Kooperationsnetzwerk aufzubauen, gründete die Projektgruppe Regenerative Produktion mit dem Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth im November 2015 den Verbund 3D-CP.

Bis heute sind acht Unternehmen aus ganz Süddeutschland beigetreten, die alle Stufen der FVK Wertschöpfungskette abdecken. Mit dabei sind unter anderem Grundig Business Systems aus Bayreuth, die Faserverbundspezialisten von ZCK aus Kulmbach, die acad Prototyping GmbH aus Heilsbronn oder Carl Zeiss Optotechnik. Im Verbund lassen sich Projekte realisieren, für die einzelne Unternehmen nicht imstande wären. Nach Kleylein können beispielsweise durch die Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mit 3D-Druck ultraleichte Seitenspiegel für Sportwagen umgesetzt werden. Denkbar ist auch, Reparaturen direkt am Produkt mit einem mobilen 3D-Drucker durchzuführen. Dafür müssten Autos oder Kleinflugzeuge nicht mehr in die Werkstatt fahren, sondern die Werkstatt könnte zum Produkt kommen.

Finanziert wird das Netzwerk vom Bundesministerium für Bildung und Wirtschaft (BMWi) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). Die erste Förderung endet im November 2016, die zweite steht schon in Aussicht. Neue Partner aus Industrie und Forschung dürfen dem Netzwerk jederzeit beitreten. Jede Fima aus den Branchen Digitalisierung, 3D-Druck oder FVK kann mit seinen Fragestellungen an uns herantreten. Erste Projektideen sollen beim nächsten Treffen am 7. April bei acad Prototyping in Heilsbronn konkretisiert werden.

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