Exzellente Teilefertigung: im ersten Anlauf perfekt
Rapid Manufacturing (RM) wird immer schneller zum bevorzugten Weg der Herstellung kleiner Mengen oder Prototypen von Präzisionsteilen mit komplexen Geometrien. Anstatt ein Bauteil aus einem großen Stück Material zu schneiden, wird das Teil direkt entsprechend einer dreidimensionalen (3D) CAD-Datei (Computer Aided Design) schichtenweise aufgebaut. Diese Art des Aufbaus wird auch als generative bzw. additive Fertigung (AM) bezeichnet. Derartige Produktionsverfahren sind automatisiert, erzeugen sehr wenig Ausschuss und verschaffen den Konstrukteuren beispiellose geometrische Freiheiten, ohne dass spezielle Anforderungen an Schneid- und Endbearbeitungswerkzeuge bestehen. RM-Technologie hat noch viele verbesserungswürdige Bereiche und der umfangreiche Markt verschafft große Anreize zu deren Realisierung. Das von der EU finanzierte Projekt "Compolight: Rapid manufacturing of lightweight metal components" (COMPOLIGHT) leistete beeindruckende Beiträge zu diesen Bemühungen. Schwerpunkt waren drei Typen von Teilen mit inneren Hohlräumen einschließlich Kanälen für hydraulische Funktionen, hohlen Zonen wie etwa Wabenstrukturen zwecks reduziertem Gewicht und Porositäten zum Filtern oder Lärmreduzierung. Derartige Bauteile sind für die Luftfahrt, den Fahrzeugsektor, die Medizintechnik und die Elektronikindustrie von großer Bedeutung. Das Konsortium entwickelte RM-Entwurfsregeln und unterstützende Software, um den Konstrukteuren Mittel zum Bestimmen, ob ein Teil für RM geeignet ist, und zum anschließenden Anpassen von Materialien und Verfahren an den Entwurf in die Hand zu geben. Die Wissenschaftler entwickelten außerdem Simulationssoftware, mit der die Produktqualität und die mechanischen Eigenschaften zur Optimierung des Fertigungsprozesses vor der RM prognostiziert werden können. Man erstellte innovative CAD-Software, um den Entwurfsprozess zu erweitern und teilweise zu automatisieren, um Dateien für RM-Maschinen zu erzeugen, wodurch Zeit gespart werden kann. Die Forscher fanden überdies Wege zur Anpassung existierender RM-Prozesse an komplexe interne Funktionen und neuartige Techniken zur Steuerung von Oberflächenmerkmalen, womit die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung minimiert wird. Im Ganzen ermöglichte die COMPOLIGHT-Technologie signifikante Gewichtseinsparungen (70 bis 90 %) und einen verringerten Materialeinsatz sowie weniger Energieverluste (letzteres bis zu mehr als 90 %) für hydraulische Teile, was sich in einem reduzierte Kraftstoffverbrauch und gesenkten Kohlendioxidemissionen (CO2) niederschlägt. Die COMPOLIGHT-Ergebnisse bilden einen Beitrag für die von der International Organization for Standardization (ISO) angestrengte Standardisierung der AM-Technologie und erleichtern somit die Anpassung an die laufende EU-Gesetzgebung für nachhaltige Produktionsmethoden.
