Leichtbauteile aus dem 3D-Drucker

Kontinuierlich faserverstärkter Kunststoff (FVK) wird in der Industrie immer beliebter. Mit seinen vorteilhaften Eigenschaften – hohe Festigkeit bei wenig Gewicht – macht der Werkstoff Maschinen und Anlagen, Windkrafträder oder Flugzeuge leistungsfähiger. Einen Nachteil haben  FVK-Bauteile aber noch: Sie lassen sich nur schwierig herstellen und instandsetzen. Hier könnte additive Fertigung künftig helfen. Unter der Leitung der Fraunhofer Projektgruppe Regenerative Produktion in Bayreuth forscht das Kooperationsnetzwerk »3D Composite Print« an neuen Lösungen.

Leichtbauteile aus dem 3D-Drucker

Die meisten FVK-Bauteile werden in Formwerkzeugen gefertigt. Deren Produktion ist zeitintensiv und teuer. Außerdem müssen die Bauteile manuell in der Form abgelegt und laminiert werden. »Da Firmen oft nur kleine Stückzahlen benötigen, lohnt sich eine automatisierte Herstellung nicht«, erklärt Joachim Kleylein, Gruppenleiter der Fraunhofer-Projektgruppe. Mit Technologien der additiven Fertigung lassen sich Bauteile schneller herstellen und instandsetzen. Dafür ist allerdings ein breites Kompetenzspektrum erforderlich, das vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMU) selten abdecken. Notwendig ist zum Beispiel Expertise in der Bauteilherstellung, in der additiven Fertigung, der Steuerungs- und Antriebstechnik und der Software.

Kooperation deckt FVK-Wertschöpfungskette komplett ab 

Hier schafft das im November 2015 gegründete Kooperationsnetzwerk »3D-CP« Abhilfe. Bis heute sind zehn Unternehmen aus ganz Deutschland beigetreten, die alle Stufen der FVK- Wertschöpfungskette abdecken. »Mit dabei sind unter anderem robotiv aus Bayreuth, die Faserverbundspezialisten von ZCK aus Kulmbach, die acad Prototyping GmbH aus Heilsbronn oder die Materialentwickler Rheneon aus Miellen sowie 3dk aus Berlin«, informiert Markus Kafara, der das Kooperationsnetzwerk managt. Im Verbund lassen sich Projekte realisieren, für die einzelne Unternehmen nicht imstande wären. »Wir legen den Fokus auf die Industrietauglichkeit der Anlagen, sodass diese in die konventionelle Produktion eingebunden werden können«, erklärt er. Denkbar sei auch, Instandsetzungen direkt am Produkt mit einem mobilen 3D-Drucker durchzuführen. »Dafür müssten Autos oder Kleinflugzeuge nicht mehr in die Werkstatt fahren, sondern die Werkstatt könnte zum Produkt kommen«, fährt der Netzwerkmanager fort.

Finanziert wird das Kooperationsnetzwerk vom Bundesministerium für Bildung und Wirtschaft (BMWi) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM). Im Februar 2017 ging das Projekt mit einer neuen Förderung in die zweite Phase. Hier geht es darum, die bisher entwickelten Projektideen umzusetzen und Forschungsanträge dafür einzureichen. Unter anderem will das Netzwerk die Reproduzierbarkeit, Qualität und Geschwindigkeit der Technologien verbessern.

Interessierte Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus allen Branchen dürfen dem Netzwerk jederzeit beitreten.

Kontakt

Markus Kafara
Telefon: +49 921 78516221
E-Mail: markus.kafara@ipa.fraunhofer.de
Fraunhofer Projektgruppe Regenerative Produktion Universitätsstraße 9 | 95447 Bayreuth