Smart Additiv: Die Zukunft der Additiven Fertigung
Die Additive Fertigung bietet Antworten für die vielfältigen Herausforderungen der industriellen Produktion. Sie kann genutzt werden, um Lieferengpässe abzufangen, um nachhaltiger mit Ressourcen umzugehen und um neue Anwendungsgebiete zu erschließen. Am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) möchten die Wissenschaftler:innen die Potenziale der Additiven Fertigung voll ausschöpfen. Dafür erschließen sie neue Materialien für den 3D-Druck, designen Bauteile mit integrierten Funktionen und arbeiten an automatisierten, intelligenten Prozessen.
Anwendungsgebiete von Architektur bis Zahnmedizin
Die LZH-Wissenschaftler:innen optimieren additive Fertigungsverfahren und Prozesse für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche und Branchen. Etwa im Bereich Medizin: Hier forscht das LZH beispielsweise an langlebigen, additiv gefertigten Zahnimplantaten aus Titan, die auf den jeweiligen Patienten individuell angepasst werden.
Im Bereich Landwirtschaft spielt die Smarte Agrartechnik eine immer größere Rolle. Hier können neue Materialien und Konstruktion von Bauteilen helfen, Landmaschinen und andere Geräte zukünftig leichter und effizienter herstellen zu können. Am LZH werden Topologie-optimierte Bauteile für die Additive Fertigung entwickelt und daran gearbeitet, komplexe Baugruppen in einem Schritt zu fertigen.
Und im Luftfahrtbereich können additive Verfahren wie das Laserauftragschweißen für die Reparatur von kostenintensiven Komponenten wie Turbinenschaufeln zum Einsatz kommen.
Smart und vernetzt für die digitale Produktion
Mit Blick auf die Industrie 4.0 gilt: Die Vernetzung von Prozessen und Systemen in der digitalen Produktion spielt eine wichtige Rolle. Das gilt auch für die Additive Fertigung. Darum arbeiten die Wissenschaftler:innen Im Innovationsfeld Smart Additiv am LZH daran, die Additive Fertigung smart zu machen.
Dazu werden automatisiere Prozesse und Prozessketten entwickelt und in bestehende Systeme integriert. Für die intelligente Prozessüberwachung sind digitale Zwillinge, also die digitale Abbildung etwa von Bauteilen und Maschinen mit ihren sämtlichen Informationen und Funktionalitäten, ein wichtiges Instrument. Die LZH-Wissenschaftler:innen arbeiten außerdem daran, künstliche Intelligenz zur Prozessüberwachung einzusetzen – nicht nur, um automatisiert Korrekturen im laufenden Druckprozess vorzunehmen, sondern auch, um Prozesse aktiv zu steuern und so Fehler gleich im Vorfeld zu vermeiden. Mit Bildverarbeitung und Feature-Erkennung kann maschinelles Lernen genutzt werden, um Bauteile zu klassifizieren und beispielsweise Oberflächenrauheiten vorherzusagen.
Additive Fertigung: Transfer in die Industrie steht im Fokus
Um die Wege von der Forschung in die Industrie möglichst kurz zu halten, bietet das LZH vielfältige Angebote. Insbesondere das Projekt Niedersachsen ADDITIV bringt als erste Anlaufstelle für KMU in Niedersachsen mit Interesse am 3D-Druck aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung mit Praxis-Checks, Veranstaltungen, Branchentreffs und Schulungen in die Betriebe.
Ein etablierte Veranstaltung am LZH ist auch der Workshop Innovative Product Development by Additive Manufacturing, den das LZH gemeinsam mit dem Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) organisiert. Hier können Teilnehmer:innen aus Wissenschaft und Industrie mehr über die spezifischen Anforderungen an die Produktion im Bereich Additive Fertigung lernen, von Design und Konstruktion hin zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle.
Weil im Fokus immer die Anwendbarkeit und der direkte Transfer in die Unternehmen steht, forscht und entwickelt das LZH in vielen Projekten gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und aus kleinen und mittleren Unternehmen – sei es in gemeinsamen Verbundprojekten, über Auftragsforschung oder mit kleineren Studien und Aufträgen. Mehr zum Angebot des LZH für Unternehmen finden Sie hier.