Auf der Frankfurter Leitmesse für Additive Manufacturing (AM) präsentierte eine Reihe internationaler und deutscher Anbieter ihre neuesten Errungenschaften im Bereich des 3D-Drucks. Die Highlights der Markt-Entwicklung lauten: deutliche Kosten-Senkung, exponentielle Innovationen bei der Hard- und Software, neue Materialien für die Herstellung großer Mengen in marktgerechter Qualität und nicht zuletzt eine signifikante Absenkung der Lagerbestände und Lagerkosten durch Printing on Demand. Im Folgenden geben wir einen Einblick in ausgewählte Produkt-Entwicklungen und Dienstleistungen einiger namhafter Aussteller.
Hewlett Packard: Das Unternehmen führte einen Teil seiner 3D-Druck-Technologien auf der Messe vor und hielt Kunden- sowie Partner-Präsentationen ab. So gewährte es zum Beispiel Einblicke in das ‚HP Digital Manufacturing Network‘, ein Netzwerk aus globalen Produktions-Partnern (-> INFO-MARKT-Ausgabe Nr. 19/2019). Aus dieser weltweiten Allianz wurden die Firmen Forecast 3D, GKN Powder Metallurgy, GoProto und ZiggZagg in Frankfurt vorstellig. Das Fachpublikum erhielt ebenfalls Informationen über die Kooperationen mit Siemens, BASF, Avid, Kupol und Vestas.
Bereits im Vorfeld berichteten die Amerikaner über die Fortschritte ihres Geschäftsmodells, welches mit mehr als 18 Millionen produzierten Teilen in 2018 das Marktwachstum im 3D-Segment deutlich unterstreicht. In Frankfurt kündigte HP neue Abonnement- und Service-Modelle an. Diese sollen die Integration des 3D-Drucks in digitale Fertigungs-Strategien erleichtern.
„Der Weg zur digitalen Fertigung erfordert viel mehr als nur Technologie. Kunden wünschen sich integrierte Lösungen in Verbindung mit praktischen Kapitalmodellen, die Planbarkeit, Transparenz und Flexibilität bieten. Unsere Angebote senken die Akzeptanz-Schwelle für Industrie-Unternehmen, damit sie die 3D-Drucklösungen von HP einfacher einsetzen können“, erklärt Ramon Pastor, Interimspräsident 3D Printing und Digital Manufacturing bei HP Inc. in Sant Cugat del Vallès bei Barcelona.
Zur Beschleunigung des Umstiegs auf die 3D-Druck-Massenproduktion bietet der Hersteller den Abonnement-Service ‚3D-as-a-Service Base‘ an. Jener ermöglicht es Kunden, 3D-Zubehör automatisch aufzufüllen, Abrechnungen zu vereinfachen und Remote- sowie Vor-Ort-Support-Services zuverlässiger zu gestalten. Die Dienstleistung ist für 3D-Drucker aus den Serien ‚Jet Fusion 5200‘‚ ‚Jet Fusion 4200‘ und ‚Jet Fusion 500‘ verfügbar. Das ‚3D-as-a-Service Plus‘-Abonnement integriert außerdem Hardware, Zubehör und Services und richtet sich an Kunden, die den Produkt-Lebenszyklus durch optimiertes internes Rapid Prototyping und die Endteilfertigung beschleunigen möchten. Das Angebot beschränkt sich vorläufig auf das System ‚Jet Fusion 340‘.
Ricoh: Der Hersteller schickte Vertreter von Ricoh Europe PLC aus London nach Frankfurt und stellte sogenannte Duroplast-Teile vor, die aus einer Zusammenarbeit mit dem österreichischen Unternehmen Tiger (Spezialist für 3D-Materialien) hervorgehen. Bei Duroplasten handelt es sich um Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden können. Dem Anbieter zufolge lassen sich aus diesen flammhemmende Teile herstellen, die im Gegensatz zu Thermoplasten eine geringe Rauchbildung, kein Schmelztropfen von Polymeren und ein selbstverlöschendes Verhalten aufweisen.
Die Partnerschaft dient dem Zweck, Innovationen im AM-Segment voranzutreiben und duroplastische Materialien für das selektive Lasersintern (SLS) auf den Markt zu bringen. Auf diese Weise soll Kunden ein End-to-End-Service geboten werden. Die Kooperation unterstützt Unternehmen aus Branchen wie Elektrotechnik, Bahn, Automobil sowie Luft- und Raumfahrt dabei, ihre Nachfrage nach Funktions- und Ersatzteilen schnell zu decken.
Von der Allianz verspricht sich Ricoh eine Stärkung des eigenen Kompetenz-Portfolios, das alle Bereiche der additiven Fertigung umfassen soll – vom Design über den Prototyp bis hin zur Produktion. Spezialisten aus den Gebieten Materialprüfung, Konstruktions-Beratung, Messtechnik und Nachbearbeitung komplettieren das 3D-Spektrum der Japaner.
„Diese Partnerschaft wird es unseren Kunden ermöglichen, die Vorteile der additiven Fertigung für Produktionsteile zu nutzen, um ihre Entwicklungszyklen zu verkürzen und effizienter produzieren zu können. Wir sind sicher, dass Unternehmen, die auf Duroplast-Technologien setzen, von dieser Zusammenarbeit, die unsere 80-jährige Fertigungserfahrung mit der Materialkompetenz von Tiger verbindet, profitieren werden“, sagt Colin Weaver, Managing Director bei Ricoh UK Products Ltd. in Telford (UK).
Ricoh und Tiger werden nächstes Jahr gemeinsam eine Reihe von 3D-Workshops für Anfänger und fortgeschrittene AM-Anwender durchführen. Die Workshops werden einen vollständigen Überblick über die Erschließung des Potenzials von AM mit Schwerpunkt auf Duroplasten bieten – von der Design- und Maschinenkompetenz über die Material-Bearbeitung und -Beschichtung bis hin zum Digitaldruck.
Stratasys: Der amerikanisch-israelische Marktführer war mit seiner GmbH aus Rheinmünster zugegen und lud Besucher dazu ein, verschiedene Industrie-taugliche additive Lösungen, darunter neue Hardware, Materialien und Software, zu entdecken. So wurden beispielsweise Kunden-Bauteile aus mehreren Branchen (Automobil, Luft- und Raumfahrt, Konsumgüter) demonstriert. Interessierte konnten erfahren, wie Stratasys-Kunden mit Hilfe der Technologien ‚PolyJet‘ und ‚FDM‘ die Effizienz des gesamten Produktentwicklungs-Prozesses optimieren – von der realistischen Konzept-Modellierung über die Erstellung voll funktionsfähiger Prototypen bis hin zur Werkzeug-Fertigung und Produktion von Endbauteilen.
Für Anwender führte der Anbieter Live-Demonstrationen an seinem Stand durch. Unter anderem wurden die 3D-Drucker F370 und F120 aus der F123-Serie präsentiert, welche die FDM-Technologie mit der Design-to-Print-Software ‚GrabCAD Print‘ kombinieren. Das vor kurzem eingeführte Modell F120 öffnet den industriellen 3D-Druck angeblich für die breite Masse (-> INFO-MARKT-Ausgabe Nr. 21/2019).
Weiterhin zeigte das Unternehmen seine neuesten PolyJet-3D-Drucker mit Multimaterial- und Vollfarb-Funktionen. Diese Technologie wurde unlängst vollständig für die Pantone-Vorgaben validiert, sodass Designer und Ingenieure in einem Druckvorgang realistische und komplexe Prototypen mit vielseitigen Komponenten fertigen können.
MakerBot: Die Tochtergesellschaft von Stratasys Ltd. informierte im Zuge der Veranstaltung über ihre jüngst erschienene Fertigungsstation ‚Method X‘ (-> INFO-MARKT-Ausgabe Nr. 2/2019). Das Gerät soll die Produktions-Kapazitäten für den Desktop-3D-Druck erweitern, indem es eine robuste und wiederholbare additive Herstellung vollzieht, die bisher nur mit industriellen High-End-3D-Druckern möglich war.
Mit der Einführung der Maschine verfolgen die Amerikaner die Intention, den 3D-Druckmarkt aufzurütteln. Sie möchten Ingenieure und Unternehmen in die Lage versetzen, mit weniger Geld höhere Produktions-Zahlen zu erreichen. Method X basiert auf der Technologie von Stratasys und verwendet eine auf 100 Grad Celsius beheizbare Baukammer sowie lösliche SR-30-Trägermaterialien.
3D Systems: Der amerikanische 3D-Druck-Spezialist entsendete Mitarbeiter aus der deutschen Niederlassung in Mörfelden-Walldorf und demonstrierte neue Produktions-Lösungen für die Branchen Gesundheitswesen, Luft-/Raumfahrt und Automobil. „Im Jahr 2016 teilte ich meine Vision und Strategie, wie 3D-Druck-Systeme die 3D-Produktion verwirklichen würden. Heute im Jahr 2019 sind wir dabei, 200 Millionen Teile mit den Lösungen von 3D Systems herzustellen“, sagt Vyomesh Joshi, President und Chief Executive Officer der 3D Systems Corporation in Rock Hill, South Carolina, USA.
Im Segment ‚Automobil‘ veranschaulichte das Unternehmen unter anderem die Arbeitsabläufe für eine Türhalterung. Für die ‚Luft- und Raumfahrt‘ wurden additive und subtraktive Technologien gemeinsam mit dem Partner GF Machining Solutions vorgeführt, aus denen eine Endanwendungs-Titanhalterung hervorging. Im Sektor ‚Gesundheitswesen‘ konnten Besucher hingegen die Herstellung eines Wirbelsäulen-Implantates beobachten.
Darüber hinaus kündigte 3D Systems vor Ort seine neueste Softwareversion ‚3DXpert 15‘ an. Bei dieser handelt es sich um eine All-in-One-Applikation für die additive Fertigung mit Metallen. Die verbesserten Features sollen einen nahtlosen Übergang vom Rapid Prototyping zu Produktions-Anwendungen gewährleisten. So besitzen sie die Aufgabe, die Konstruktions-Struktur zu optimieren, die Vorlaufzeit von der Konstruktion bis zur Fertigung zu verkürzen und die Herstellungs-Kosten zu minimieren. Die Markteinführung des Updates ist für Januar 2020 geplant.
Mimaki: Der Anbieter war mit der niederländischen Dependance Mimaki Europe B.V. in Frankfurt vertreten und gab sein Know-how im 3D-Farbdruck weiter. Der ausgestellte 3D-Vollfarbdrucker 3DUJ-553 ist angeblich dazu fähig, mehr als 10 Millionen Farben originalgetreu nachzubilden. Die Maschine zeichnet sich dem Unternehmen zufolge durch eine hohe Detailgenauigkeit und umfassende Farbfunktionen aus. Sie arbeitet mit einem von Mimaki entwickelten Kunstharz, das voll- und halbtransparente Farbeffekte ermöglicht.
Das System druckt Schichten mit einer Stärke von 19, 22, 32 oder 42 Mikrometer. Aufgrund des wasserlöslichen Trägermaterials, das sich nach dem Druck leicht auflösen lässt, bleiben sämtliche Details auch bei der Nachbearbeitung erhalten. „Dieses Produkt eignet sich ideal für die Herstellung von Modellen und Prototypen für verschiedene Branchen – von Marken, die realitätstreue Produkt-Prototypen oder Muster von Luxus-Verpackungen benötigen, über Planer, die Architektur-Modelle herstellen, oder Schulen, die pädagogische Modelle benötigen, bis hin zu Unterhaltungs-Unternehmen, die naturgetreue Figuren entwerfen“, betont Jordi Drieman, 3D Application Specialist bei Mimaki Europe B.V. in Diemen bei Amsterdam.
Siemens: Das Unternehmen stellte seinen Auftritt in Frankfurt unter das Motto ‚Thinking industrialized Additive Manufacturing further!‘. Demgemäß gab es die Verfügbarkeit eines eigenen ‚Additive Manufacturing Networks‘ bekannt. Funktionen der Komplettlösung, wie digitale Inventur, Teileanalyse, Ausschreibungs-Verfahren, Lieferanten-Netzwerk, Kostenanalyse, Auftragseingang, Kunden-Kommunikation, Produktions-Verfolgung und -Planung sowie Datenanalyse, Dashboards und Berichte, wurden von Experten erläutert.
Das AM-Netzwerk ist eine Cloud-basierte Anwendung zur Förderung der Zusammenarbeit und Prozessabwicklung zwischen Ingenieuren, Käufern und Lieferanten von 3D-Druckteilen. Diese stellt einen durchgängigen digitalen Prozess bereit, der die Nachfrage nach Komponenten mit dem Lieferanten-Netzwerk verbindet. Dadurch wird eine global verteilte Fertigung ermöglicht.
„Die Experten für additive Fertigung sowie die Fachleute von Siemens haben das Netzwerk basierend auf einem klaren Verständnis der Komplexität und der Bedürfnisse der Branche entwickelt. Indem sich Käufer, Verkäufer und Partner kontinuierlich in das Ökosystem einbringen, werden sie eine optimierte, modulare Lösung erhalten, die mit den individuellen Bedürfnissen jedes Unternehmens wachsen kann“, sagt Zvi Feuer, Senior Vice President Manufacturing Engineering bei Siemens Digital Industries Software.
Des Weiteren präsentierte der Hersteller zusammen mit CEAD, einem Anbieter von 3D-Druckgeräten für den Druck von Polymer-, Glas- und Kohlefasern, den neu entwickelten ‚AM Flexbot‘ auf der Messe. Dieser besteht aus der Siemens-Sinumerik-Run-MyRo-
bot/Direct-Control-Technologie, einem Roboterarm von der IT-Firma Comau und einer Einschnecken-Extrudereinheit von CEAD. Durch den technologischen Zusammenschluss soll der Roboter die erforderliche Präzision für großformatiges Freiformdrucken erreichen. Seine Aufgabe besteht darin, Materialien korrekt aufzutragen und die Kontur des Objektes exakt zu fräsen.
Außerdem erzielte Siemens einen Fortschritt bei der Optimierung des Druckprozesses in der Pulver-basierten additiven Fertigung. Lokale Überhitzungen, die entstehen können, während der Laser sich auf einprogrammierten Spuren über das Pulver bewegt, können den Druckvorgang oder die Form des Bauteils beeinträchtigen. Über den ‚NX AM Path Optimizer‘ möchte der Anbieter das Problem lösen, indem ein maschineller Lernalgorithmus generiert wird. Sobald das Tool eine drohende Überhitzung erkennt, werden Laserwege und Prozess-Parameter neu berechnet und korrigiert.
XJet: Der Anbieter aus Rehovot in Israel demonstrierte im Rahmen des Events zwei neue 3D-Drucker aus seinem verbesserten Produkt-Sortiment – den Carmel 400C für Keramik und den Carmel 1400M für Metall. „Die Formnext ist für XJet stets ein wichtiger Termin. Jedes Jahr erreichen wir neue Meilensteine. Die beiden neuen Systeme beruhen zwar auf der gleichen NanoParticle-Jetting-Technologie, sind aber von der Konstruktion her unterschiedlich und jeweils auf bestimmte Materialien ausgelegt“, sagt Dror Danai, Chief Business Officer bei XJet Ltd.
Mit Hilfe der NanoParticle-Jetting Technologie lassen sich laut Anbieter komplexe Metallteile mit feinen Details und glatten Oberflächen erzeugen. Messe-Besucher konnten am XJet-Stand durch ‚Virtual Reality (VR)‘ nähere Einblicke in das Verfahren gewinnen.
Xerox: Der Hersteller entwickelt gegenwärtig neue 3D-Drucktechnologien, die ab 2020 auf den Markt gebracht werden sollen. Darunter befindet sich ein 3D-Flüssigmetall-Prototyp, der in Frankfurt vorgestellt wurde. „Wir testen unsere 3D-Technologie mithilfe des Verteidigungs-Ministeriums und der NASA, um einige der komplexesten Bauteile der Welt zu gestalten. Die 3D-Drucktechnologie wird die Fertigung komplett revolutionieren und diese Veränderung soll von Xerox ausgehen“, erklärt Naresh Shanker, Senior Vice President und Chief Technology Officer bei der Xerox Holdings Corporation.
Die Amerikaner verfolgen das Ziel, die herkömmliche Fertigung durch ihre 3D-Flüssigmetall-Technologie in Kombination mit auf künstlicher Intelligenz basierender Designsoftware zu ersetzen. „Indem wir diese zwei Technologien miteinander kombinieren, können Hersteller Bauteile entwerfen und produzieren, die von Beginn an ihren Struktur- und Kostenanforderungen entsprechen“, erläutert Shanker.
Mit dem Flüssigmetall-Druck soll die Produktionszeit von Tagen auf Stunden reduziert werden. Außerdem verwenden die 3D-Metalldrucker von Xerox die gleichen handelsüblichen Legierungen wie im traditionellen Fertigungsbereich. Auf diese Weise können zuständige Hersteller Bauteile mit Hilfe von Materialien gestalten, die ihnen bereits geläufig sind. Dadurch fallen die Bauteile dichter aus und sie sind schneller und günstiger herzustellen als solche, die mit Metallpulver produziert werden.
Durch die Fertigung ungewöhnlicher geometrischer Bauteile aus leichten Materialien wie Hochleistungs-Polymeren oder Verbundwerkstoffen mit Hilfe des 3D-Drucks kann man ein verbessertes Produkt anbieten. In der Automobil-Industrie beispielsweise ermöglicht die Technologie das Ersetzen traditioneller Bauteile durch leichtere Versionen. Die Gewichts-Reduktion sorgt bei den Benzinkosten und dem CO2-Ausstoß für eine entsprechende Ersparnis.
EOS: Das Unternehmen aus Krailling bei München wurde 1989 gegründet und bezeichnet sich als „weltweit führender Technologie-Anbieter im industriellen 3D-Druck von Metallen und Kunststoffen“. Die Süddeutschen demonstrierten Technologien für den automatisierten Metall-3D-Druck – darunter die Peripherie-Lösung ‚EOS Shared Modules‘. Die serienreife Produkt-Palette besteht aus verschiedenen Hardware- sowie Software-Modulen und vereinfacht die Arbeitsschritte vor und nach dem Bauprozess. Gerade beim Betrieb mehrerer 3D-Drucker soll die Anwendung eine effiziente, skalierbare und wirtschaftliche Fertigung von hochwertigen Metallteilen gewährleisten. Die Modularität verleiht Unternehmen Flexibilität bei der Gestaltung ihrer Produktion.
Darüber hinaus gehörte zum Ausstellungs-Sortiment der Kraillinger eine Reihe zukunftsweisender Werkstoffe. Weiterhin stellte EOS seine FDR-Technologie (Fine Detail Resolution) für die Verarbeitung von Kunststoffen vor. Diese sieht einen pulverbasierten industriellen 3D-Druck vor, mit dem hochfeine Oberflächen und stabile Bauteile mit einer minimalen Wandstärke von lediglich 0,22 Millimetern erzeugt werden können. Dadurch erschließen sich neue Anwendungsfelder für die kunststoffbasierte Serienfertigung – so etwa im Bereich von Filtereinheiten und Fluidführungen, Steckern und anderen Elektronikbauteilen oder bei Konsumgütern wie Brillen.
BASF: Mit einer erweiterten Produkt-Palette und einem neuen Markenauftritt trat der Aussteller mit der 3D Printing Solutions GmbH aus Heidelberg in Erscheinung und präsentierte Material- und Service-Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Das Service-Portfolio umfasst ganzheitlich das ‚virtuelle Engineering‘ – beginnend mit dem ersten Designkonzept eines Bauteiles über dessen Simulation bis zu Druck und Nachbearbeitung. Auf dem Messestand wurden großformatige Fassaden-Elemente, ein Surfbrett aus recycelten Filamenten und Schuhe ausgestellt.
Evonik: Das Spezialchemie-Unternehmen stellte eine Material-Auswahl für die additive Fertigung zur Schau. Der präsentierte Werkstoff verhält sich flexibel und zäh zugleich und ergänzt das Produkt-Spektrum an flexiblen Thermoplasten für pulverbasierte 3D-Druck-Technologien.
Evoniks strategischer Fokus liegt auf der Entwicklung und Herstellung von ready-to-use Hochleistungs-Materialien entlang der wesentlichen Technologie-Stränge. Das neue Kunststoffpulver Polyamid 613 ist beispielsweise für 3D-Druck-Anwendungen im höheren Temperaturbereich ausgelegt. Das Hochleistungs-Material soll durch eine hohe mechanische Festigkeit sowie eine große Chemikalien- und Temperatur-Beständigkeit überzeugen.
6K: Der Entwickler von Mikrowellen-Plasmatechnologie für die Herstellung innovativer Materialien bringt angeblich das weltweit erste Premium-Metallpulver aus nachhaltigen Quellen auf den Markt. Im Rahmen der Formnext führte das Unternehmen seine Metalllegierungs- und Keramikpulver vor. Die neu entwickelte Prozess-Technologie kann aus zertifizierten Dreh- sowie Frässpänen und bereits verwendeten Rohstoffen neues Pulver fabrizieren. Das Ziel besteht darin, alle Materialien, die in die Lieferkette gelangen, zu 100 Prozent zu verwenden. Endanwendern sollen neue Möglichkeiten für das Management der Projektkosten und die Kontrolle der Lieferkette aufgezeigt werden.
Arburg: Der Maschinen-Hersteller im Bereich Kunststoff-Verarbeitung mit Sitz in Loßburg (Baden-Württemberg) legte dem Fachpublikum die neuen Potenziale des Kunststoff-Freiformens (AKF) dar. Vor Ort wurden vier ‚Freeformer‘ (3D-Drucker) ausgestellt. Außerdem konnten die Besucher eine Vielzahl an Bauteilen aus Original-Materialien in Augenschein nehmen. Eine Auswahl davon ließ sich an vier interaktiven Stationen testen.
Auf der Sonderfläche ‚Medizintechnik‘ verarbeitete der Freeformer 200-3X ein resorbierbares PLLA. Angeblich ist das offene System für die Medizintechnik prädestiniert, da sich mit diesem biokompatible, resorbierbare und sterilisierbare FDA-zugelassene Original-Kunststoffgranulate wirtschaftlich zu individuell angepassten Orthesen oder Implantaten verarbeiten lassen.
