Siemens präsentiert Plan für den industriellen 3D-Druck

Bei der Fachmesse Formnext präsentierte Siemens das Digital Enterprise Portfolio mit seinen integrierten Lösungen für die Additive Fertigung unter dem Motto “Industrialize Additive Manufacturing”.

Schwerpunkt bei der Messe war das digitale Abbild der realen Welt, das sich über die gesamte Wertschöpfungskette erstreckt. Von der Konstruktion und dem Engineering über die Simulation und Produktion bis hin zur Maschinenvernetzung mit Siemens Industrial Edge und das cloudbasierte IoT-Betriebssystem MindSphere.

Neben der Software präsentierte Siemens seine passende Hardware für die komplette Automatisierung von Maschinen und Fabriken. Dabei adressiert Siemens Maschinenbauer ebenso wie Anwender von Additive Manufacturing.

“Das Siemens Digital Enterprise Portfolio ist die einzige Lösung, die die gesamte digitale Prozesskette in einer einzigen integrierten und assoziativen Softwareumgebung abbildet und damit über eine einheitliche Benutzeroberfläche für Maschinenbauer und Anwender bedienbar ist. Die Tools für Entwicklung, Simulation, Produktionsvorbereitung und 3D-Druck sind in einem durchgängigen System zusammengefasst und konnten in den letzten 12 Monaten deutlich erweitert werden. Somit ist keine fehleranfällige Datenkonvertierung mit möglichem Verlust an Informationsgehalt nötig”, erklärt Dr. Karsten Heuser, Vice President Additive Manufacturing, Center of Competence Digital Factory der Siemens AG. “Mit diesem Ansatz helfen wir den Maschinenbauern und Anwendern beim Übergang von der Prototypen- und Kleinserienproduktion mit Einzelmaschinen hin zur voll industrialisierten Serienproduktion”, so Heuser weiter.

Bauprozesssimulation und Lösungen für Peripherie-Prozesse

Der Konzern stellte mit Simcenter 3D Additive Manufacturing Build Process Simulation eine neue integrierte Softwarelösung zur Prozesssimulation des pulverbasierten Laserauftragsverfahrens vor. Mit der neuen Lösung lassen sich Verformungen, Überhitzungen und andere Fehler, die während des Druckprozesses auftreten können, vorhersagen und automatisch korrigierte Geometrien generieren, um Verzerrungen und Fehler auszugleichen. Damit sollen Fehldrucke reduziert werden.

Ebenfalls wurden auch integrierte und automatisierte Lösungen für Nachbearbeitungsschritte wie das Entpulvern und das Entfernen von Stützstrukturen vorgestellt. In Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauer Solukon führt Siemens vor, wie von komplexen Bauteilen mit Innenkanälen und Hohlräumen Metallstaub automatisch entfernt wird. Die Solukon-Maschine SFM-AT800S ist mit Simatic-Steuerungen und Sinamics-Antriebstechnik ausgerüstet. Um den gesamten Entpulverungsprozess zu optimieren, entwickelt Siemens auch intelligente Algorithmen, die den bestmöglichen Entpulverungspfad bestimmen und die Programmierung der Maschine automatisieren.

Für das Entfernen von Stützstrukturen und der Bauplattform nach dem Druck, zeigt Siemens zusammen mit Maschinenbauer EOS einen Prozess, der mit Hilfe einer CNC-Fräsmaschine automatisiert wird. Ein digitaler Zwilling der fertig gedruckten 3D-Komponenten, einschließlich der Stützstrukturen, wird als Grundlage für die Programmgenerierung der numerischen Steuerung (Numerical Control, NC) herangezogen. Der Prozess unterstützt den Anwender bei der anfänglichen Positionierung des Bauteils im Bauraum und stellt sicher, dass die Teile optimal für die automatisierte Abtragung platziert sind.

Industrielle Additive Fertigung wird durch digitalisierte Produktionsanlage ermöglicht

Ebenso zeigte Siemens auch, wie die Umsetzung der Digitalisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette anhand integrierter Soft- und Hardwarelösungen in seiner neuen Additive-Manufacturing-Anlage bei Materials Solutions funktioniert. Siemens hat bisher mehr als 5.000 additiv gefertigten Bauteile für mehr als 80 Kunden weltweit in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automotive und anderen Industriezweigen produziert. Das Unternehmen demonstriert auch den ersten in 3D-Druck hergestellten Brenners für die Industriegasturbine SGT-700. Diese ist bereits seit über 8.000 Stunden ohne Störmeldungen im GuD-Kraftwerk von E.ON in Philippsthal im deutschen Bundesland Hessen in Betrieb.

Das Siemens Additive Manufacturing Network – eine digitale Plattform für das AM-Ökosystem

Das Additive Manufacturing Network von Siemens schafft eine partnerschaftliche Online-Plattform, über die On-Demand-Design, Engineering-Know-how sowie Produktionskapazitäten für industriellen 3D-Druck einer weltweiten Fertigungsindustrie zugänglich gemacht werden soll. Das Netzwerk soll qualifizierte Mitglieder sofort miteinander verbinden. Es werden dadurch mithilfe jüngster Software-Tools, 3D-Drucktechniken und Materialien die Innovation neuer Produkte im Bereich der additiven Fertigung ermöglicht. Teileeinkäufer und Fertigungsdienstleister profitieren vom Netzwerk, weil es ihnen die Möglichkeit zur Kollaboration, Angebotsabgabe, Einkauf und Bestellverfolgung bietet. Damit vereinfacht es die Entwicklung innovativer Produkte im Bereich der additiven Fertigung und physische Bestände können durch digitale Bestände ersetzt werden. Es unterstützt auch die Skalierbarkeit der 3D-Druckproduktion je nach Bedarf nach oben oder nach unten. Das Netzwerk ist der nächste Schritt in Richtung der Siemens-Vision, Risiken, die bei einem Einstieg in die additive Fertigung in Summe entstehen können, zu senken und die Entstehung innovativer Produktentwicklungen zu beschleunigen.

Finanzierungsmodelle

Siemens stellt auch Finanzierungsmodelle speziell für Anwender und Maschinenbauer der additiven Fertigung vor. Die Finanzierungslösungen für die digitalisierte, smarte Produktion sowie für Investitionen in die additive Fertigung sollen Anwendern und Maschinenbauern eine bezahlbare und nachhaltige Umsetzung von Industrie 4.0 im Bereich der additiven Fertigung ermöglichen und somit zur Industrialisierung des 3D-Drucks beitragen. Hier bietet Siemens Financial Services, beispielsweise Leasing-Modelle für Druckmaschinen sowie zukünftig auch flexible “Pay-per-use”-Modelle mit Anbindung an MindSphere.