Der Begriff AM – Additive Manufacturing bzw. additive Fertigung – ist voll im Trend. Dabei verkennen viele – zum Teil auch Anlagenhersteller – dass Serienproduktion nicht einfach das Anfertigen vieler Teile in kurzer Zeit bedeutet, sondern dass eine Serienfertigung die Beachtung vieler zusätzlicher Aspekte fordert, beispielsweise eine echte Prozesssicherheit, -überwachung und -dokumentation. Mit dem Projekt Polyline machen sich 15 Industrie- und Forschungspartner auf die Reise zur Entwicklung einer digitalisierten Fertigungslinie der nächsten Generation.
Ziel des neuen Projekts namens Polyline, bei dem 3D-Druckeranbieter EOS die Federführung hat, ist die Integration konventioneller Fertigungstechniken wie Zerspanen oder Gießen mit additiven Fertigungstechnologien zu durchsatzstarken Linienproduktionssystemen. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 10,7 Millionen Euro. Die Projektlaufzeit beträgt drei Jahre. Mit dem Auftakttreffen aller Konsortialpartner am 4. März 2020 bei EOS in Krailling bei München wurde Polyline offiziell gestartet.
Polyline: Ziel ist die Integration von additiven Prozessen in die Fertigung
Additive Manufacturing kann nahezu jede Geometrie und selbst komplexe Strukturen ohne wesentlichen Mehraufwand realisieren – ein großer Schritt in Richtung Massenfertigung individualisierter Produkte. Derzeit ist sowohl die vertikale als auch die horizontale Integration additiver Fertigungsverfahren in konventionelle Linien jedoch nur in einem begrenzten Rahmen umsetzbar, da es an prozesskettenübergreifenden Standards mangelt.
Dies liegt an AM-spezifischen Produktionsschritten, beispielsweise der Produktionszeit im „Batch-Prozess“, aber auch am allgemein niedrigen Automatisierungsgrad der physischen Handling- und Transportprozesse. Zudem ist die digitale Datenkette entlang der horizontalen Prozesskette an vielen Schnittstellen nicht durchgängig, was gegenwärtig zu Intransparenz, Fehleranfälligkeit und eingeschränktem Monitoring entlang der Prozesskette führt und eine Einbindung in relevante Produktionssteuerungen erschwert. Diese Hemmnisse schränken das offensichtlich hohe Potenzial additiver Fertigungsverfahren in bestehende Serienproduktions- und Montagelinien ein.
Von flexibler Lösung für den Prototypenbau zur skalierbaren additiven Produktionskette
Um das Projektziel zu erreichen, strebt das Projekt Polyline einen digitalen und physischen Systemdurchstich an. Dafür müssen alle zentralen Kennwerte und Qualitätskriterien vom CAD-Modell bis zum fertigen Bauteil erfasst und dokumentiert werden. Die einzelnen Teilprozesse der Fertigung – von der Prozessvorbereitung über den Selektiven-Laser-Sinter-Prozess, das Abkühlen und Auspacken sowie die Reinigung und Nachbearbeitung der Teile – werden automatisiert und in die geplante Fertigungslinie eingebracht, in welcher alle Gewerke einer SLS-Fertigungskette erstmalig vollumfänglich verknüpft werden.
Polyline nutzt einen neuen Lösungsansatz, der alle benötigten Prozesse ganzheitlich betrachtet und implementiert. Die angestrebte Fertigungslinie soll dabei entsprechend der Anforderungen des Anwendungspartners mit einem hohen Reifegrad umgesetzt werden. Die Anwendungsfälle umfassen personalisierte Komponenten sowie Serienbauteile in großen Stückzahlen.
Um die additive Fertigung als echte Verfahrensalternative für die Serienproduktion zu etablieren, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Projekt mit insgesamt 10,7 Millionen Euro. Das Projekt ist Teil der Fördermaßnahme „Linienintegration additiver Fertigungsverfahren“ im Rahmen des Förderprogramms „Photonik Forschung Deutschland – Licht mit Zukunft“. Die Federführung bei Polyline liegt bei EOS.
