Forschungsprojekt AutoAdd: Wegbereiter für additive Fertigung für die Automobilindustrie

Das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das Projekt AutoAdd gefördert. Dabei sollte ermittelt werden, wie additive Fertigung in der Automobilindustrie eingesetzt werden kann.

Im Mittelpunkt der Forschung für das AutoAdd Projekt stand das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT. Das Institut hat sich unter anderem einen Namen gemacht durch das generative Fertigungsverfahren Laser Powder Bed Fusion (LPBF) – das auch als SLM bekannt ist.

Im Mittelpunkt der Forschung stand die Integration der LPBF-Prozesskette in die Serienfertigungsumgebung der Automobilindustrie. Dafür haben die BMW Group und Daimler die Anforderungen an eine solche Prozesskette definiert. Daraufhin haben TRUMPF und das Frauenhofer ILT verschiedene Anlagen und Endbearbeitungskonzepte entwickelt. Als Ergebnis dieser Bemühung entstand ein potentiell serientaugliches Konzept und eine modulare Anlagenarchitektur. Diese ermöglicht zum Beispiel den Einsatz von mehreren Strahlenquellen und das Wechselzylinderprinzip. Auch für die Nachbearbeitung wurden Konzepte erarbeitet, die sogar automatisierbar sind.

Die erstellen Konzepte wurden damm vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bewertet:

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bewertete schließlich die neuen Fabrikkonzepte: In einem Simulationsmodell bildeten die Ingenieure des wbk Instituts für Produktionstechnik eine exemplarische, konventionelle Prozesskette ab, an der sie verschiedene mögliche LPBF-Anlagenkonzepte ausgestalten konnten. Durch Methoden wie zum Beispiel Kosten- oder Benchmark-Analysen konnten sie die neuen Ansätze unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten mit bisherigen Ansätzen vergleichen.

Das Ergebnis kann sich sehen lassen: eine Automatisierung wäre durch den Einsatz der Technologien möglich. Zudem lässt sich die Gesamtwirtschaftlichkeit steigern. Weiters wurden Kennzahlen zur Bewertung von LPBF-Fertigungsanlagen entwickelt:

Es lassen sich nun, abgeleitet aus standardisierten Benchmarkjobs mit verschiedenen Prüfkörpern, übertragbare Kennzahlen berechnen, mit denen Anwender künftig das für ihre Zwecke wirtschaftlichste System finden können. Darüber hinaus gelang ein grundlegender Schritt: Einer der wichtigsten Punkte auf dem Weg zum Serieneinsatz der additiven Fertigungstechnologie – die Reproduzierbarkeit der mechanischen Eigenschaften – konnte im Rahmen des Projektes an mehreren State of the Art-Anlagen nachgewiesen und bewertet werden. Die Integration einer wirtschaftlichen additiven Prozesskette in die automobile Großserienfertigung gilt nach Projektende als möglich.

Auch aus akademischer Sicht gibt es positive Effekte des Forschungsprojekts: Aus AutoAdd gingen Inhalte für vier Dissertationen hervor, außerdem lässt sich das gewonnene Wissen für Vorlesungen nutzen. Teilweise aufbauend auf den vorliegenden Ergebnissen folgt 2019 ein weiteres Projekt, in dem es um die Linienintegration additiver Fertigungsverfahren zur Umsetzung der konzipierten additiven Prozesskette geht.

Das Projekt hatte eine Laufzeit von 1.6.2015 bis 31.5.2018. Das umgesetzte Projektvolumen hat 3,37 Millionen Euro betragen.