25 wegweisende Meilensteine der additiven Fertigung 2019

2019 markiert ein weiteres positives Jahr für die additive Fertigungsindustrie (AM). Die Branche reift weiter zu einem produktionsreifen Prozess, mit mehr Unternehmen, die die Technologie einführen oder ihr Engagement in der Branche verstärken.

Um die Evolution von AM hervorzuheben, haben wir eine Liste der wichtigsten Meilensteine zusammengestellt, die die Industrie 2019 prägten.

Hardware

1. Desktop Metal liefert erstes Production System aus

Im März lieferte Desktop Metal sein erstes Production System an ein derzeit nicht genanntes Fortune-500-Unternehmen. Erstmals 2017 vorgestellt, wird Desktop Metals Production System von seiner Single Pass Jetting-Technologie angetrieben, die nach eigenen Angaben mehr als 100-mal schneller ist als Quad-Laser-Metalldrucker, 4-mal schneller als die nächstbeste Binder-Jetting-Alternative und bis zu 20-mal geringere Kosten pro Teil als heutige Metalldrucker.

Mit der Maschine nun offiziell im Feld ist die Branche gespannt, ob das Production System hält, was sein Name verspricht.

Zusätzlich hat Desktop Metal kürzlich das Shop System auf der Formnext vorgestellt. Der neue 3D-Drucker soll die Lücke zwischen Studio- und Production-System schließen.

Diese zwei Meilensteine sind besonders entscheidend für den Fortschritt der Metall-Binder-Jetting-Technologie, die bald zu einer neuen Hochvolumen-Produktionsmethode werden könnte.

2. HP bringt neue Jet Fusion 3D-Drucker-Serie

Im Polymersegment innoviert HP seine Multi Jet Fusion (MJF) Technologie weiter. Im Mai enthüllte das Unternehmen die 5200er-Serie seiner MJF-3D-Drucker.

Die neue 5200er-Serie ist Teil einer natürlichen Entwicklung im Unternehmen. Während die 500/300er-Serie funktionales Prototyping zielte und die 4200er-Serie auf Kurzserien und Produktion abzielte, zielt die neueste Serie auf Volumenproduktion ab, mit Genauigkeit und Wiederholbarkeit, die dem Spritzguss vergleichbar sind.

Zu den bemerkenswertesten Merkmalen der 5200er-Serie gehört die verbesserte Lampenleistung in den 5200er-Druckern. Dies ermöglicht dem neuen System, Pulver in einem einzigen Durchgang zu sintern, im Gegensatz zum Zweidurchgangsmodus früherer Systeme. Resultat: 40 % Produktivitätssteigerung und Möglichkeiten für 3D-Druck von Hochtemperaturmaterialien.

Frühe Anwender berichten gute Ergebnisse. Windkraftanlagenhersteller Vestas nutzt beispielsweise die Technologie und TPU-Material für Schutzkomponenten ihrer Windradflügel. HP nutzt seine Technologie auch selbst, um Komponenten für seine anderen Druckmaschinen herzustellen.

Deutlich erweitert diese Ankündigung die AM-Operationen des Unternehmens und ermöglicht HP-Kunden, digitale Fertigung wirklich auszuschöpfen.

3. KI-gestützter Multi-Material-3D-Druck von Inkbit

Anfang dieses Jahres enthüllte Inkbit, ein Start-up des MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), einen industriellen 3D-Drucker mit Machine-Vision und Machine-Learning-Technologien.

Während Stratasys' PolyJet-Prozess, der eine Vielzahl von Texturen und Farben UV-härtbarer Kunststoffe liefern kann, schon länger am Markt ist, wird diese Technologie hauptsächlich für Prototyping genutzt.

Inkbit hingegen sieht Produktionsanwendungen für seine neue Technologie vor. Um dies möglich zu machen, rüstet das Unternehmen seine Maschine mit Machine-Vision und Machine-Learning-Systemen aus.

Das Sehsystem scannt jede Schicht des Objekts während des Drucks umfassend, um Fehler in Echtzeit zu korrigieren, während das Machine-Learning-System diese Informationen nutzt, um das Verzugsverhalten von Materialien vorherzusagen und präzisere Endprodukte zu erzeugen. Diese Kombination öffnet die Technologie auch für eine breitere Materialvielfalt als in traditionellen Inkjet-3D-Druckern.

Diese Entwicklung markiert wichtige Meilensteine: Einer für Multi-Material-3D-Druck, der bald Endverbrauchsteile produzieren könnte, und der andere für den Einsatz von KI, der größere Prozesspräzision und Automatisierung ermöglicht.

Beide kombiniert könnten letztlich zu einem großen Durchbruch im Polymer-3D-Druck führen. Inkbits Drucker ist derzeit ausgewählten Kunden, einschließlich Johnson & Johnson, im Rahmen eines Early-Release-Programms verfügbar. Die ersten Systeme werden 2021 an ausgewählte Kunden ausgeliefert.

4. EOS Fine Detail Resolution (FDR) 3D-Drucker

Auf der diesjährigen Formnext präsentierte EOS seine Fine Detail Resolution (FDR) polymerbasierte 3D-Drucktechnologie. Der neue Prozess nutzt einen CO-Laser, um zarte, aber robuste Polymerkomponenten mit feiner Detailauflösung und einer minimalen Wandstärke von 0,22 mm zu drucken.

EOS behauptet, der erste Hersteller zu sein, der eine CO-Laser-Lösung für pulverbasierten industriellen 3D-Druck entwickelt hat. Die meisten aktuellen SLS-Maschinen nutzen einen oder wenige CO₂-Laser.

Der CO-Lasertyp erzeugt einen ultrakleinen Laserstrahl mit einem Fokusdurchmesser, der angeblich halb so groß ist wie bei aktuellen SLS-Technologien. Eine wichtige Konsequenz dieser zusätzlichen Präzision sind neue Belichtungsparameter, die zu Teilen mit extrem feinen Oberflächen führen können.

Zusätzlich zur neuen Technologie führte EOS auch ein Shared Modules Setup ein – eine Reihe peripherer Geräte zur Automatisierung und Beschleunigung von AM in der Produktion.

Die modulare Hardware ermöglicht Nutzern, Ausrüsten, Entpacken, Transportieren und Sieben parallel zum AM-Bauprozess durchzuführen.

EOS' Entwicklungen zeigen die wachsende Nachfrage nach professionellen, produktionsreifen Lösungen und deuten an, dass die Technologie rasch erwachsen wird.

Software

5. Markforged enthüllt KI-Software Blacksmith

3D-Druck-Software wird intelligenter, da immer mehr Unternehmen Künstliche Intelligenz (KI) in die Technologie integrieren. Markforgeds Blacksmith-Software ist ein Beispiel und markiert die laufende Evolution in fortschrittlicher AM-Software.

„Das erste Beispiel für Adaptive Manufacturing“, wie das Unternehmen es nennt, ist Blacksmith eine Software, die Fertigungsmaschinen „bewusst“ macht, damit sie die Programmierung automatisch anpassen können, um sicherzustellen, dass jedes Teil wie designed produziert wird.

Im Wesentlichen bedeutet dies Closed-Loop-Control, wo Designs analys und dann mit Scans des Teils verglichen werden, und der Prozess automatisch modifiziert wird, um die Teile so zu bauen, wie sie intendiert waren.

Markforged glaubt, sein Blacksmith KI-Tool werde „besonders leistungsstark“, da die Adoption von Metall-AM wächst, und stellt sicher, dass der Produktionsprozess wiederholbar und präzise ist.

Je mehr Daten Blacksmith erhält, desto enger werden die Toleranzen bei der Teileproduktion. Im 3D-Druck erreicht Markforged derzeit Toleranzen, die mit Gießen vergleichbar sind. Das Ziel der Blacksmith-Plattform ist es, so nah wie möglich an die digitale CAD-Datei heranzukommen.

Letztlich ist Software wie Blacksmith ein Schrittstein für digitale Fertigung. Laut Markforged ist 3D-Druck erst der Anfang. Das Unternehmen envisions, dass sein Blacksmith KI alle Maschinen in einer Fabrik verbinden könnte. Es wird schließlich eine Generation von Maschinen ermöglichen, die wissen, was sie herstellen sollen, und sich selbst anpassen, um jedes Mal das richtige Teil zu produzieren.

6. nTopology startet nTop Platform

Während 3D-Druckerfähigkeiten stetig voranschreiten, haben Mainstream-CAD-Softwarepakete oft hinterhergehinkt, unpassend für die spezifischen Designanforderungen der additiven Fertigung.

Ein Unternehmen jedoch will die Herausforderungen von Design for Additive Manufacturing (DFAM) direkt angehen.

Vor gerade vier Jahren gegründet, ist nTopology schnell zu einem der führenden generativen Softwaretools geworden, das Ingenieuren ermöglicht, komplexe Geometrien für AM zu entwerfen. Um Fähigkeiten über Gitterdesign hinaus zu erweitern und den gesamten Engineering-Workflow abzudecken, führte das Unternehmen diesen Sommer die nTop Platform ein.

Mit dem Release der nTop Platform beginnen wir, Designtools zu sehen, die speziell in der Lage sind, die 3D-Drucktechnologie voll auszuschöpfen.

Beispielsweise ermöglicht die Software Nutzern, leichtere, leistungsstärkere Teile mit integrierten funktionalen Anforderungen zu erstellen. nTop Platform erreicht dies, indem es CAD-Designs importiert und in eine Feldrepräsentation umwandelt. Einmal done, können Ingenieure mit der Plattform sehr schnell verschiedene Operationen durchführen, wie Topologieoptimierung und Simulation, die mit anderen getrennten Tools erstaunlich kompliziert wären.

Zudem ist nTops Algorithmus sehr fähig, große 3D-Modelle zu handhaben, die in anderen Systemen schwer zu bewältigen wären. Beispielsweise wäre die Simulation einer großen Kühlkörperoberfläche extrem schwierig, ist aber in nTop Platform einfach.

Ein schnellerer und einfacherer 3D-Druck-Designprozess ist einer der Schlüsselsoftwaretrends der Branche. Lösungen wie die von nTopology könnten letztlich den Schlüssel bieten, einen weitaus optimierteren Design-Workflow für 3D-Druck freizuschalten.

7. MSCs Apex Generative Design Software

Anfang dieses Jahres übernahm Softwareunternehmen Hexagon AMendate, einen deutschen Anbieter von Topologieoptimierungssoftware für AM. AMendate wurde nun zu Hexagons MSC Software hinzugefügt, das CAE-Simulationssoftware bereitstellt, und das Unternehmen kündigte den Launch seiner MSC Apex Generative Design Software an.

Berichten zufolge bietet die Software einen hohen Automatisierungsgrad für Designprozesse und soll das Potenzial haben, die Produktivität im Vergleich zu traditionellen Topologieoptimierungstools um bis zu 80 % zu verbessern.

3D-Druck erfordert eine neue Generation von Softwarelösungen, die die neuen Designfreiheiten voll ausschöpfen, die die Technologie ermöglicht. Die MSC Apex Software könnte ein solches Werkzeug werden. Unter Berücksichtigung von Designanforderungen generiert die Software mehrere Leichtbau-Designalternativen, die optimale Spannungsverteilung und minimiertes Teilegewicht bieten. Die Software nutzt auch eine intelligente Glättungstechnologie, die sicherstellt, dass 3D-Modelle ein glattes, professionelles Finish haben.

Kombiniert könnten diese Vorteile zu einem vereinfachten Design-Workflow und sogar einer Reduzierung der Designiterationen führen – was signifikante Zeitersparnisse bedeuten kann.

Materialien

8. Jabil gründet Materials Innovation Center

Materialentwicklung und -produktion gehörten 2019 zu den Schlüsseltrends, die AM prägten.

Das Jahr begann mit Jabil, das eine separate Geschäftseinheit, Jabil Engineered Materials, und ein 46.000 sq. ft. großes Materials Innovation Center gründete.

Die begrenzte Materialauswahl war laut Unternehmen ein signifikantes Hindernis für die 3D-Druck-Adoption. Um dies zu überwinden, fokussiert die neue Einheit auf Entwicklung, Validierung und Markteinführung von engineered Materials für industriellen 3D-Druck.

Bei der Materialentwicklung nimmt Jabil Anwendungsanforderungen – aus eigenen Einheiten, die 3D-Druck nutzen, oder externen Kunden – und wandelt sie in druckbare Materialien um.

Wichtig: Jabil wird neue Materialien nicht nur intern nutzen, sondern auch dem offenen Markt bereitstellen, damit mehr Unternehmen von einer breiteren Materialwahl profitieren. Bisher hat das Unternehmen PETg, PETg ESD, TPU 90 A und TPU 90 A ESD eingeführt, plant aber weitere für die Zukunft.

Neue Materialien zu schaffen ist nur eine Art, wie Jabil AM-Nutzer bedient. Vertrauen in bestehende Materialien für neue Anwendungen zu schaffen, ist ein weiteres Ziel, das das Unternehmen verfolgt.

Spannend: Jabil antizipiert eine Zukunft, in der es 3D-Druck routinemäßig als Hochvolumen-Produktionsmethode einsetzt, mit weltweit verteilten Anlagen. Zuverlässige, produktionsreife Materialien werden einer der Schlüssel sein, diese Zukunft Realität werden zu lassen.

Jabil unternimmt konzertierte Anstrengungen, Materialien in sein AM-Geschäft zu integrieren, um das Komplettpaket anzubieten. Dieses Engagement im 3D-Druck könnte letztlich die AM-Branche insgesamt voranbringen.

9. Sandviks Diamantverbundwerkstoffe für 3D-Druck

Es gab auch Meilensteine im Komposit-3D-Drucksegment. Vielleicht der beeindruckendste ist der erste 3D-druckbare Diamantverbundwerkstoff, entwickelt von Sandvik.

Aber warum 3D-Druck einen Diamantverbund? Diamanten gelten als einige der härtesten Strukturen der Welt. Außerhalb der Schmuckwelt werden Diamanten breit für industrielle Anwendungen genutzt.

Obwohl die Herstellung synthetischer Diamanten nichts Neues ist, kann der Prozess sowohl kostspielig als auch komplex sein, während die Herstellung komplexer Formen dieses Materials fast unmöglich ist.

Hier kommt 3D-Druck ins Spiel. Die Technologie wird für ihre Fähigkeit gefeiert, komplexe Designs zum Leben zu erwecken, die mit konventioneller Fertigung schwierig, wenn nicht unmöglich sind.

Wichtig: Sandvik druckt nicht direkt mit Diamanten, sondern mit einem Verbundwerkstoff. Der Hauptbestandteil ist Diamant, aber zum Drucken muss er in einer harten Matrix zementiert werden, die die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von reinem Diamant bewahrt.

Tests zufolge berichtete Sandvik über außergewöhnliche Härte und Wärmeleitfähigkeit, sowie niedrige Dichte, Korrosionsbeständigkeit und gute thermische Ausdehnung des neuen Materials.

Wir sind gespannt, wie Industrien Diamantverbund-3D-Druck nutzen werden. Laut Sandvik wird die Wirkung dieses neuen Materials in fortschrittlichen industriellen Anwendungen, von Verschleißteilen bis zu Raumfahrtprogrammen, in wenigen Jahren sichtbar sein.

10. Henkel tritt SYMPA-Projekt bei, um SLA-Materialien für Automobil zu entwickeln

„Wir haben einen Satz Materialien, die heute in der Automobilbranche fairly well accepted sind. Was wir wirklich gerne sehen würden, ist, dass die [AM] Industrie beginnt, einige dieser Materialien anzupassen. Das würde unsere Tests und Validierung sowie unsere Anwendungsnutzung viel geeigneter für 3D-Druck machen“, sagt Harold Sears, Fords AM Technical Leader, in einem Interview mit AMFG.

Und die Industrie scheint auf diese Nachfrage zu reagieren. Einer der Meilensteine in diese Richtung ist Henkels Beteiligung am deutschen SYMPA-Projekt, das darauf abzielt, neue Materialien und Stereolithografie (SLA) Prozesse für den Automobilsektor voranzubringen.

Die Projektpartner sehen großes Potenzial in der Nutzung von SLA-Technologien für Automobilanwendungen, besonders in der Produktion von kundenspezifischen Teilen und Produkten. Damit will SYMPA einige Schwächen aktueller SLA-Materialien überwinden, einschließlich niedriger mechanischer Eigenschaften, geringer Haltbarkeit und niedriger UV-Stabilität.

Einer der Schlüsselbereiche, zu denen Henkel beitragen wird, ist die Entwicklung neuer photosensitiver Polymere mit verbesserten langfristigen thermischen und mechanischen Eigenschaften.

Dank des Projekts könnte automobilitärer 3D-Druck einen signifikanten Meilenstein erreichen, der Automobilherstellern ermöglicht, zuverlässige, maßgeschneiderte Teile für Autos zu schaffen.

Partnerschaften

11. Integration von Metall-AM in die automobilistische Serienproduktion

Die Automobilindustrie ist einer der Sektoren mit der größten Chance für 3D-Druck-Adoption. Deshalb arbeiten Unternehmen und Forschungseinrichtungen hart daran, 3D-Druck in industrialisierte, hochautomatisierte Produktionsprozesse für die Automobilfertigung zu übersetzen.

Das Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing (IDAM) Projekt aus Deutschland markiert den Meilenstein für automobilen 3D-Druck.

Zwölf Projektpartner planen, AM-Produktionslinien zu schaffen, die mindestens 50.000 Komponenten pro Jahr in der Gemeinparteienfertigung und mehr als 10.000 individuelle und Ersatzteile unter höchstem Qualitäts- und Kostendruck produzieren können.

Zusätzlich sollen die Stückkosten der 3D-gedruckten Metallkomponenten laut Projekt mehr als halbiert werden.

Koordiniert von der BMW Group, läuft das IDAM-Projekt die nächsten 3 Jahre und hilft, Metall-3D-Druck nachhaltig in der Produktion zu etablieren.

12. AMFGs Partnerschaften mit EOS und Autodesk

Diesen Monat kündigten wir unsere Partnerschaften mit EOS und Autodesk an. Wir glauben, diese Partnerschaften werden instrumental sein, um AM-Workflows weiter zu straffen.

Die EOS-Partnerschaft zielt darauf ab, Maschinen mit Softwareplattformen zu verbinden, damit EOS-Maschinenkunden ihre gesamten AM-Operationen einfach über unser Manufacturing Execution System (MES) managen können.

Durch AMFGs MES-Software können EOS-Kunden auch Baujobs vorbereiten und wichtige Parameter wie Teileausrichtung festlegen. Builds können dann gesliced und die Daten direkt an ein EOS-3D-Drucksystem gesendet werden.

Im Fall der Autodesk-Partnerschaft wird unsere MES-Software mit Autodesks Design- und Simulationssoftware Netfabb® verknüpft, um einen integrierten digitalen Workflow vom Design zur Produktion zu bieten.

Konnektivität und Interoperabilität über den AM-Workflow einzuführen, ist ein entscheidender Baustein für einen echten End-to-End-Workflow. Schließlich ermöglicht das Verbinden von Maschinen innerhalb einer einzigen Plattform nahtlosen Datenfluss, der Rückverfolgbarkeit und Skalierbarkeit bietet, die nötig sind, um AM zur Industrialisierung zu treiben.

Investitionen und Übernahmen

13. Strykers Investition in 3D-gedruckte Implantate

2019 hat 3D-Druck in der Medizintechnik viel Investitionsaktivität gesehen. Die größte war wohl Strykers Investition von 200 Millionen Euro (ca. 225,8 Millionen Dollar) in F&E an seinen irischen Standorten. Diese Investition umfasst das AMagine Institute, das für die Entwicklung 3D-gedruckter Implantate für Wirbelsäule, Kopf und Gelenke verantwortlich ist.

Ein solches Engagement von Stryker deutet auf das enorme Potenzial hin, das 3D-Druck für orthopädische Behandlungen birgt.

Seit über einem Jahrzehnt wird 3D-Druck genutzt, um Implantate herzustellen, die oft bessere Leistung als traditionelle Alternativen zeigen. Zudem ermöglicht 3D-Druck, Implantate spezifisch an die Anatomie eines Patienten anzupassen, was eine Behandlungsoption bietet, wo Rekonstruktion mit traditionellen Implantaten schwierig bis unmöglich wäre.

Mit dieser Investition treibt Stryker medizinischen 3D-Druck voran und schafft die Chance für mehr Menschen, von länger haltbaren und besser passenden Implantaten zu profitieren, die mit dieser Technologie möglich sind.

14. Carbon sammelt über 260 Millionen Dollar Wachstumskapital

Carbons Wachstumsfinanzierung von 260 Millionen Dollar war eine der heißesten Investitionsnachrichten dieses Jahres. Der jüngste Kapitalzufluss brachte die Gesamtsumme der Finanzierung auf 680 Millionen Dollar und die Post-Money-Bewertung auf über 2,4 Milliarden Dollar.

Seit der Gründung 2013 hat Carbon sein Portfolio an DLS-Hardware und Materialprodukten stetig erweitert sowie regelmäßige Softwareupdates sichergestellt.

Seine Maschinen sind nun weltweit operativ, mit einem 33-fachen Anstieg der Druckvolumen und einem 5-fachen Anstieg der Druckstunden in den letzten 12 Monaten. Nutzer sind Adidas, Ford und Riddell, und mit dieser Investitionswelle sieht das Unternehmen gut positioniert, um den Ball in Richtung Fertigung von Teilen im großen Maßstab rollen zu lassen.

15. Sandvik erwirbt 30-%-Anteil an BeamIT

Zusätzlich zu Investitionen sah 2019 mehrere strategische Schritte großer Industriekonzerne. Diesen Sommer kündigte beispielsweise die schwedische Engineering-Tools-Gruppe Sandvik den Erwerb eines 30-%-Anteils am Metall-AM-Spezialisten BeamIT an.

Sandvik trat 2013 in den AM-Markt ein, um seinen reichen Erfahrungsschatz in Materialien und Nachbearbeitungsmethoden zu nutzen, um Pulverlegierungen auf den Markt zu bringen und Kunden durch den gesamten 3D-Druckprozess zu beraten.

Vor der Übernahme integrierte das Unternehmen seine Pulverdivision in seine AM-Division, um diese Angebote unter einer Business Unit zu bündeln. Die Investition in BeamIT steht im Einklang mit dem Unternehmensziel, eine wachsende Präsenz in der breiteren Fertigungsindustrie zu erreichen – eine Präsenz, die es durch Investitionen in AM zu erreichen hofft.

Wie Sandvik hat BeamIT große Ambitionen im additiven Raum und projiziert steigende Teile-Nachfrage in den kommenden Jahren. Mit Sandvik als Partner und Eigentümer ist es gut positioniert, dieser Nachfrage direkt zu begegnen.

16. GKN übernimmt Forecast 3D

Eine weitere bemerkenswerte Übernahme kam vom britischen Industrie- und Automobilkonzern GKN, der den US-basierten 3D-Druck-Dienstleister Forecast 3D in diesem Jahr übernahm.

Mit dieser Übernahme kann GKN, spezialisiert auf Metall-3D-Druck, AM sowohl in Metall als auch Kunststoff cross-promoten.

Der Schritt ermöglicht GKN auch größere Reichweite im US-Markt und den Einstieg in eine völlig neue Geschäftlinie: Polymer-AM.

Sowohl GKN als auch Forecast 3D waren Pioniere in der Nutzung von HPs Metall- und Kunststoffplattformen. Als Foundational Partner im HP Digital Manufacturing Network bringt diese Übernahme zwei Teilehersteller zusammen, um AM von Endteilen en masse für Kunden weltweit weiter zu beschleunigen.

17. BASF übernimmt Sculpteo

Vor wenigen Wochen kündigte BASF, einer der größten Chemieproduzenten der Welt, die Übernahme des französischen 3D-Druckspezialisten Sculpteo an.

Die Übernahme wird Forward AM, einer BASF-Tochter für 3D-Druck, helfen, neue 3D-Druckmaterialien schneller zu vermarkten und zu produzieren.

Durch den Erwerb von Sculpteo kann BASF Kunden und Partnern auch schnelleren Zugang zu 3D-Drucklösungen bieten.

Letztlich wird die Expansion über die AM-Wertschöpfungskette zu einem Schlüsseltrend in der Branche, was suggeriert, dass große Materialhersteller 3D-Druck zunehmend als tragfähige Technologie für industrielle Massenproduktion erkennen.

Standardisierungsaktivitäten

18. Standardsammlung für Metall-AM vom Metal Powder Industries Federation

Standardisierung spielt weiterhin eine entscheidende Rolle, um Vertrauen in AM als Produktionstechnologie zu schaffen. Obwohl die Entwicklung von Standards ein langwieriger und ressourcenintensiver Prozess ist, gibt es einen starken Branchendruck für mehr Standards.

Als Ergebnis dieses Drucks veröffentlichte die Metal Powder Industries Foundation (MPIF) Anfang 2019 „A Collection of Powder Characterization Standards for Metal Additive Manufacturing“.

Eine Zusammenstellung von 9 bestehenden Testmethoden für metallische Pulverrohstoffe, dient das Dokument Designern und Herstellern, um größere Kontrolle über Metall-AM zu erlangen.

Letzten Monat veröffentlichte MPIF auch eine überarbeitete Auflage seiner AM-Standardssammlung.

19. Standards-Portal

Letzten Sommer veröffentlichte America Makes und ANSI Additive Manufacturing Standardization Collaborative (AMSC) die zweite Version seiner „Standardization Roadmap for Additive Manufacturing“. Die Roadmap identifiziert bestehende Standards und Spezifikationen sowie solche in Entwicklung, bewertet Lücken und gibt Empfehlungen für Bereiche, die Standards am dringendsten benötigen.

AMSC hörte nicht damit auf und präsentierte dieses Jahr einen neuen Weg, aktuelle Informationen zu AM-Standards zu erhalten. Letzten Monat kündigte es die Verfügbarkeit eines Online-Portals an, über das Mitglieder und Öffentlichkeit einfach auf aktuelle Dokumentation zugreifen können.

Das Portal bietet der Community eine Möglichkeit, Fortschritte in der AMSC bezüglich der Entwicklung von AM-Standards zu beobachten und zu verfolgen. Es zeigt die AMSC-Standardsentwicklungs-Roadmap, wo Besucher die nächsten Schritte sehen können.

Das schafft mehr Transparenz darüber, wo wir derzeit bei der Standardsentwicklung stehen.

20. Erste Spezifikationen für Polymer-AM von SAE International

Da der Einsatz von 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt wächst, besteht ein größerer Bedarf an Standards, um Unternehmen die Nutzung der Technologie in der Endteilproduktion zu ermöglichen.

Um diesem Bedarf gerecht zu werden, veröffentlichte SAE International die ersten AM-Polymerspezifikationen für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Diese Standards wurden nach einer Anfrage von Fluggesellschaften durch die International Air Transport Association (IATA) EMG erstellt, um Kabinenteile 3D-drucken zu können.

Die 2 Standards spezifizieren Anforderungen für Fused Deposition Modeling (FDM®) oder andere Materialextrusionsprozesse und Materialien, die mit dieser Technologie genutzt werden. Nutzer können die Dokumente verwenden, um neue Maschinen, Prozesse und Materialien zuzulassen sowie die 적절한 Konfiguration und Testmethodik zu verifizieren.

Neue Anwendungen

21. Ford und Carbon debütieren 3D-gedruckte Autoteile

Anfang 2019 sorgte Carbon mit den ersten 3D-gedruckten Teilen in Produktion für Ford für Schlagzeilen.

Gemeinsam entwickelten die Unternehmen Ford Focus HVAC (Heizung, Lüftung, Kühlung) Lever Arm Service Parts, Ford F-150 Raptor Auxiliary Plugs und Ford Mustang GT500 Electric Parking Brake Brackets.

Diese Komponenten wurden mit Carbons Digital Light Synthesis (DLS) 3D-Drucktechnologie und EPX (Epoxid) 82 Material erstellt und haben alle Ford-Leistungsstandards und -anforderungen bestanden.

Mit diesen Anwendungen ist klar, dass Ford das Fundament legt, um mit AM ziemlich beeindruckende Dinge zu erreichen.

„Additive Fertigung wird immer mehr in den täglichen Teil dessen integriert, was wir als Geschäft tun“, erklärte Fords Technical Leader of AM Technologies, Harold Sears, in AMFGs Expert Interview Series. „Statt eine Ausnahme zur Norm zu sein, wird es viel mehr als der Weg akzeptiert, wie es gemacht wird.“

22. Der Aufstieg 3D-gedruckter Fahrradkomponenten

Dieses Jahr sah eine Handvoll spezialisierter Fahrradhersteller, die 3D-gedruckte Komponenten in ihre Produkte integrierten.

Beispielsweise lancierte Franco Bicycles eine neue E-Bike-Linie mit einem 3D-gedruckten Verbundrahmen, hergestellt vom kalifornischen Start-up Arevo. Teil der Emery-Bike-Reihe, ist der Rahmen im Emery ONE E-Bike verbaut, was es zum weltweit ersten Fahrrad mit 3D-gedrucktem Rahmen macht.

Ein einzigartiger Aspekt der Produktion des 3D-gedruckten Carbonfaser-Rahmens ist, dass er als Einzelteil gefertigt wurde, im Gegensatz zur typischen Mehrteil-Montage traditioneller Fahrradrahmen. Ermöglicht wird dies durch Arevos proprietären robotischen 3D-Druckprozess und patentierte generative Designsoftware.

Dank 3D-Druck wurde die Lieferzeit für den Emery ONE Fahrradrahmen von einem 18-Monats-Zyklus auf nur wenige Tage reduziert.

Dann enthüllte das niederländische Unternehmen MX3D, bekannt für seine 3D-gedruckte Stahlbrücke, sein Arc Bike II mit 3D-gedrucktem Aluminiumrahmen. Entworfen, um leichter und leicht anpassbar zu sein, wurde der Arc Bike II in nur 24 Stunden gedruckt, mittels Wire Arc Additive Manufacturing Technologie, die dem Direct Energy Deposition sehr ähnlich ist.

Kürzlich lancierte Gamux, ein Fahrradkomponentenhersteller, eine neue Reihe 3D-gedruckter Fahrradteile. Darunter Garmin Top Caps, Federabstandshalter und Steuerrohr-Abstandshalter. Letzterer wiegt beispielsweise nur 1,75 g (10 mm), was ihn zu einem der leichtesten Abstandshalter der Welt macht, sogar leichter als Carbon-Pendants.

Es scheint, dass der Trend, 3D-Druck für Fahrradfertigung zu nutzen, wirklich an Fahrt gewinnt und mehr Unternehmen in die Lage versetzt, leichte, leistungsstärkere Fahrräder zu schaffen.

23. Rocket Labs 100ster 3D-gedruckter Raketenmotor

Im Juli vollendete Rocket Lab, ein kalifornisches Luft- und Raumfahrtunternehmen, den 100. 3D-gedruckten Rutherford-Raketenmotor. Das Unternehmen nutzt 3D-Druck seit 2013 für alle seine primären Motorkomponenten (einschließlich Brennkammern, Injektoren, Pumpen und Haupttreibstoffventile).

Neun Rutherford-Flüssigtreibstoffmotoren treiben Rocket Labs Electron-Rakete an, die aus Verbundwerkstoffen besteht und bis zu 225 kg Nutzlast tragen kann. Die Motorteile werden mit Electron Beam Melting (EBM) Technologie 3D-gedruckt, die angeblich Motorteile günstiger als konventionelle Prozesse produziert.

Laut Peter Beck, Gründer und CEO von Rocket Lab, hat der Motor „eine integrale Rolle dabei gespielt, Rocket Lab zu ermöglichen, häufige und zuverlässige Starts für kleine Satelliten zur Realität zu machen“.

Kürzlich bewies Rocket Lab die Zuverlässigkeit 3D-gedruckter Motoren erneut, indem es erfolgreich 4 Satelliten mit seinem Electron-Launcher in den Orbit brachte.

24. Volvo Trucks 3D-druckt 500 Fertigungswerkzeuge und Vorrichtungen

Nach mehrjähriger Nutzung von 3D-Druck für Prototyping erreichte Volvo Trucks North America kürzlich den Meilenstein von 500 3D-gedruckten Werkzeugen. Darunter Dachdichtungslehren, Sicherungseinbauplatten, Bohrvorrichtungen, Lenkungsadapterhalter, Gepäcktür-Spaltlehren und Gepäcktür-Stifte.

Jedes dieser Teile wurde im Volvo Innovative Projects Lab produziert. Das Labor ermöglicht dem Unternehmen, Komponenten im Haus zu fertigen, primär mit Selective Laser Sintering (SLS) Technologien.

Die Einführung von SLS-3D-Druck ermöglicht Volvo Trucks Ingenieuren, Teile zu designen und in wenigen Stunden zu drucken – was schnellere Durchlaufzeiten und Kosteneinsparungen ergibt.

In einem Beispiel konnte Volvo über 1.000 $ pro Teil für einen einteiligen Diffusor im Lackierstrahl-Reinigungsprozess einsparen. Hier ermöglichte AM auch die Konsolidierung des traditionell mehrteiligen Stücks in ein Einzelteil.

Obwohl die Technologie erst seit wenigen Jahren im Einsatz ist, beweist sie bereits, eine wertvolle Ergänzung des Fertigungsprozesses bei Volvo Trucks zu sein, signifikant Produktionszeit und Teilekosten sparend und die Qualität stetig verbessernd.

25. New Balance und Formlabs kooperieren bei 3D-gedruckten Sneakern

Dieses Jahr wurde die Sneaker-Industrie auch durch die Partnerschaft zwischen New Balance und Formlabs aufgemischt.

Im September enthüllte New Balance, dass es seine TripleCell 3D-Druckplattform mit einem neuen Sneaker aktualisiert hatte: dem FuelCell Echo Triple.

Die Schlüsselinnovation hinter New Balances 3D-gedruckten Schuhen ist das Rebound Resin Material, das gemeinsam mit Formlabs entwickelt wurde. Das Material vereint mehrere gefragte Eigenschaften für Laufschuhe, darunter Federung, Support und Haltbarkeit.

Dieses Material wurde genutzt, um die Ferse der 990 Sport Sneaker und den Vorfuß der neuesten FuelCell Echo Triple Schuhe zu 3D-drucken, beide mit komplexem Gitterstrukturdesign.

Laut New Balance ermöglichte 3D-Druck eine drastische Verkürzung der Design-zu-Fertigungs-Zyklen und überarbeitete vollständig, wie sie das Design ihrer Schuhe angehen.

2019: AM-Industrialisierung vorantreiben

Während dies einige der prominentesten Meilensteine 2019 sind, sind sie nur die Spitze des Eisbergs, mit unzähligen weiteren Entwicklungen, Partnerschaften und Anwendungen, die die Branche 2019 prägten.

In ein größeres Bild gefasst, deuten sie auf einen offensichtlichen, doch sehr spannenden Trend hin: Die AM-Industrie wird stärker, größer und konsolidierter.

Trotz noch bestehender Herausforderungen wächst die Zahl der AM-Anwendungen weiter, da Branchenakteure nach mehr technologischen Lösungen drängen. Mit diesen Fortschritten sieht 2020 bereit aus, seine Trajektorie neuer Chancen und Wachstum fortzusetzen.