Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

Wenn Bauteile nicht nur fest und steif, sondern auch noch leicht sein sollen, bestehen sie oft aus Faserverbundwerkstoffen. Nachteil: Zur Herstellung braucht es meist teure Formen. Eine Alternative bietet das US-Unternehmen Markforged: Es verarbeitet seit ein paar Jahren Kohlefasern in Schmelzschichtdruckern. (Details dazu hören Sie in Folge 11.) Einen dritten Weg gehen nun Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT): Sie haben es geschafft, Fasern in das Pulverbett eines Laser-Sinter-Druckers zu legen. Ergebnis: Die Bauteile haben ein vergleichsweise gute Oberfläche und verlangen keine Stützstrukturen. Dadurch ist die perspektivische Produktivität des Prozesses dem der Schmelzschichtverfahren überlegen. Details verrät in dieser Folge der wissenschaftliche Mitarbeiter Simon Zeidler.

Was haben Julian Nagelsmann und Kai Laugsch gemeinsam? Sie sind beide Mitte 30 – und sie sind beide Bundestrainer: Der eine arbeitet für die DFB-Auswahl, der andere für die AM-Nationalmannschaft. (DFB steht für Deutscher Fußballbund, AM steht für Additive Manufacturing, also 3D-Druck.) Beide Männer sind maximal motiviert – und trotzdem gingen sie jeweils mit leeren Händen aus den jüngsten, internationalen Wettbewerben hervor. Dennoch haben beide auch gewonnen: An Sympathie und an Erfahrung. Was sie unterscheidet: Über Nagelsmann wurde zuletzt fast alles gesagt. Über Laugsch noch nicht. Deshalb kommt der Südwestfale in der aktuellen Folge des Podcasts „Druckwelle“ zu Wort. Der 36-Jährige schildert, wie die Weltmeisterschaft der Berufe, die „WorldSkills 2024“, verliefen. Sein besonderes Augenmerk gilt dabei natürlich dem AM-Team. „Unser Finalist in Lyon, Fabian Eisenschink von der Krones AG, erreichte am Ende den 9. Platz.“ Dies sei unter den gegebenen Voraussetzungen höchst respektabel. „Asiatische Teilnehmer werden für den Wettbewerb von ihren Unternehmen über Monate weitestgehend freigestellt.“ Auch sei die gestellte Hardware eher in Fernost im Einsatz – weniger in Europa. Auf der Druckwelle erklärt der Trainer, welche anspruchsvollen Aufgaben es im Rahmen der sechstägigen WM zu lösen galt – und warum die deutsche Nationalmannschaft beim nächsten Wettbewerb gewinnen wird…

Mit dem neuen SAAM-Verfahren („Submerged Arc Additive Manufacturing“) lassen sich schnell großvolumige Metallteile in hoher Qualität zu vergleichsweise geringen Kosten herstellen – jedenfalls theoretisch. Wie weit die Praxis aktuell ist, erläutert in dieser Folge einer der bekanntesten Köpfe innerhalb der deutschen AM-Szene: Carl Fruth, Aufsichtsratschef der FIT AG. Er schildert erfrischend offen, wie die Technik funktioniert, wer sie vorantreibt – und wo noch Herausforderungen lauern. Prädikat: hörenswert!

YouTuber Stefan Hermann begeistert tausende Fans mit seinen teils irrwitzigen Experimenten zum 3D-Druck. In dieser Podcast-Folge gibt der Maschinenbau-Ingenieur einen Überblick über das, was er in seiner „CNC Kitchen“ bereits zusammengekocht hat. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf einem seiner jüngsten Geistesblitze: der Umgestaltung eines Filament-Druckers in eine Spritzgießmaschine. Der sympathische Krauskopf aus Baden-Württemberg erläutert, welche Hürden er überspringen musste, bis er letztlich ein isotropes, spritzgegossenes Abbild seiner selbst in den Händen hielt – hergestellt ausschließlich mit 3D-Druck-Hardware. Prädikat: Inspirierend!

Stefanie Brickwede ist Leiterin des Konzernprojekts „3D-Druck@Deutsche Bahn“. In diesem Podcast erklärt die Expertin, wie und wo ihr Arbeitgeber die additive Fertigung nutzt. (Überraschenderweise geht es dabei nicht nur um Fahrzeuge, sondern etwa auch um historische Bahnhöfe.) Die Wahlberlinerin ist außerdem im Strategiebeirat der „Initiative Leichtbau“, gefördert vom Bundeswirtschaftsministerium. In dieser Rolle erklärt sie, warum Materialersparnis immer wichtiger wird – und zwar nicht nur technologisch. Außerdem lädt sie interessierte UnternehmerInnen und ForscherInnen ein, sich im Netzwerk MAG („Mobility/Medical goes Additiv“) zu engagieren. Denn dort gebe es nur GewinnerInnen. Ein weiteres Augenmerk legt die 51-Jährige auf „Women in AM“ sowie auf Hochschulangehörige, die mittels 3D-Druck die Welt verbessern wollen. Prädikat: belebend. Deshalb: reinhören! https://www.vdi-nachrichten.com/abos http://www.ingenieur.de/konausgabegratis

Die Theorie ist toll: Der 3D-Druck von Häusern wird das Bauen wieder erschwinglich machen und die vielerorts herrschende Wohnungsnot abmildern. Die Praxis sieht leider anders aus: Bislang stehen in ganz Deutschland vielleicht zehn der schichtweise aufgebauten Unterkünfte. Ein Grund dafür: Der benötigte Beton muss spezielle Eigenschaften haben. Er muss zum Beispiel extrem schnell aushärten, um die nächste Schicht tragen zu können. Erreicht wird das mit Additiven, die in einem genau definierten Verhältnis im Rohmaterial homogen dispergiert sein müssen. Das dazu benötigte Know-how haben bislang nur wenige Hersteller. Dementsprechend wird das spezielle Baumaterial zentral hergestellt und teils über weite Strecken zur Baustelle gefahren. Günstig ist das natürlich nicht ... Abhilfe schaffen will das Liechtensteiner Start-up Medusa AG. Ihr Druckkopf kann Standard¬betone in Form bringen. Wie das möglich ist, lässt sich Geschäftsführer Yannick Maciejewski kaum entlocken. Er verrät nur, dass die Additive vor Ort beigemengt werden. „Der Beton wird außerdem durch unsere Pumpe und den Druckkopf so beeinflusst, dass er sofort zum Stehen kommt.“ Der Druckkopf ist rund 1,5 m hoch. Er lässt sich laut Hersteller in alle gängigen Portalsysteme integrieren. Auch das Anflanschen an Sechs-Achs-Roboter (auf Linearachse) ist möglich. Die Ausbringungsmenge liegt laut Co-Gründer Frank Strietzel bei bis zu 2,5 m3 pro Stunde. Eine 3 m breite und 1,4 m hohe, doppelwandige Mauer ließe sich in rund 30 min aufbauen. Zur Bedienung der Anlage würden zwei Arbeiter genügen. Weitere Details, etwa zu Anlagenkosten und etwaigen Armierungen, verraten die Gründer in dieser Folge.

Das Universitätsklinikum Münster ist das weltweit erste Krankenhaus, dem es erlaubt ist, medizinische Produkte in direkter Nähe der Patientenversorgung additiv herzustellen und zu verwenden. Bisher drucken die Fachleute u. a. personalisierte Schablonen zum Schneiden und Bohren. Sie ermöglichen hochpräzise Arbeiten, etwa im Grenzbereich zwischen Karzinom und gesundem Gewebe. Außerdem stellen die Mediziner Knochenmodelle her, an denen Implantate angepasst werden. Ein drittes Einsatzgebiet sind Modelle, anhand derer den Patienten erklärt wird, welche Behandlung geplant ist. Noch setzen die Münsteraner lediglich Kunststoffdrucker ein, darunter einen 1,4 t schweren, großvolumigen SLS-Drucker sowie einen DLP-Drucker. Details zu Anwendungsfällen erklärt in dieser Folge Martin Schulze, promovierter Ingenieur und Oberarzt. Obendrein wagt er eine Prognose, was künftig in der Schnittmenge aus Ingenieurkunst und Hightechmedizin entstehen kann.

Das Direct Manufacturing Research Center (DMRC), angesiedelt an der Universität Paderborn, zählt zu den ältesten und renommiertesten AM-Forschungsinstituten Deutschlands. Dank zahlreicher Kooperationen mit Konzernen und KMU steht die Praxis stets im Vordergrund. Entsprechend umworben sind die AbsolventInnen auf dem Arbeitsmarkt, entsprechend viele Ausgründungen gibt es bereits. In dieser Folge zeigen acht promovierte Alumni auf, was sie gelernt haben und wohin ihr Weg sie führte. Außerdem erklären sie, welche Projekte und Technologien sie am meisten faszinieren. Zuvor skizziert Eric Klemp, Co-Initiator und ehemaliger Geschäftsführer der Einrichtung, wer im sympathischen DMRC-Team mitmachen darf – und wie die Stimmung rund um den Mersingweg 3 in Paderborn ist.