So richtig neu ist additive Fertigung nicht mehr. Was vor Jahren noch als Durchbruch für die Einzelstück-Fertigung oder die Kleinserie gefeiert worden ist, wird heute vielfach eingesetzt: additive Fertigungsverfahren. Die sind gerade dabei, den Sprung in die klassische Serienproduktion zu schaffen. Zwei spannende Entwicklungen zeichnen sich ab: der Einsatz additiv gefertigter Produkte direkt am Patienten und das mögliche Potenzial für den industriellen Einsatz.
Neben klassischen Technologien, wie die Fused Deposition Modeling (FDM), zählt die Xolographie zu einer neuen Verfahrensart für linearen volumetrischen 3D-Druck. Bei ersterem wird das Filament beim Druckprozess durch eine Düse extrudiert, die sich über eine Plattform bewegt und das Modell Schicht für Schicht aufbaut. Bei der Xolographie hingegen erzeugt ein Lichtschnitt aus Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge die gewünschten Objekte aus einem Ausgangsmaterial heraus, sodass auch mehrteilige Objekte in einem Arbeitsschritt erzeugt werden können.
Bisher lagen die Grenzen additiver Fertigung häufig in der Oberflächenbeschaffenheit und der geringen Produktionsmenge. Beim schichtweisen Aufbau müssen insbesondere metallische Objekte häufig nachbearbeitet werden. Massenfertigungen von Produkten sind meist durch hohen Zeitaufwand und Kosten des Drucks beschränkt. Das ändert sich nun durch die Xolographie.
„Die Xolographie verbessert die Auflösung und Volumengenerierungsrate bisheriger Verfahren erheblich. Das bedeutet, dass mit dem Verfahren in Zukunft hohe Stückzahlen detailreicher Objekte in kurzer Zeit produziert werden können – das wirtschaftliche Potenzial ist enorm“, sagt Frank Carsten Herzog, Geschäftsführender Gesellschafter der Coburger HZG Group und einer der Pioniere der additiven Fertigung in Deutschland.
Blick in die Zukunft der additiven Fertigung
Unabhängig von Materialien und Verfahren, birgt die additive Fertigung Potenzial, sich maßgeblich auf Lieferketten und das Gesundheitssystem auszuwirken – zwei Felder, die gerade in den vergangenen Jahren oftmals besondere Herausforderungen mit sich brachten. Besonders eine Kombination aus physischer Lieferkette und digitaler Prozesskette erhöht die Effizienz und Flexibilität. So kann die Produktion per Dateiversand unabhängig verlagert werden. Die Abhängigkeit von physischen Logistikketten lässt sich dramatisch verringern. Das funktioniert im Kleinen und schafft neue Möglichkeiten auch in der Medizin.
Aktuell bestehen jedoch noch regulatorische Hindernisse, die den industriellen Marktzugang in großem Stil erschweren. „Zu diesem Thema findet beim Medtec Summit auf der Medtec Live with T4M eine Podiumsdiskussion, Innovationen – Wege von der Wissenschaft in den Markt‘ statt“, ergänzt Christopher Boss, Leiter der Medtec Live bei der Nürnberg Messe. „Der Transfer aus der Entwicklung in die verschiedenen Bereiche der Medizintechnik ist eines der großen Themen unserer diesjährigen Veranstaltung. Hier bringen wir die richtigen Experten zusammen, Best Practice zu zeigen und Akteure zu vernetzen.“
Der nächste Schritt ist die additive Serienfertigung
Neue Technologien wie die Xolographie sind ein Schritt hin zu einer Erweiterung der Losgrößen und zu besserer Gebrauchsfähigkeit von 3D-gedruckten Werkstücken. An anderer Stelle setzt ein Kooperationsprojekt an, das additive Verfahren direkt in die industrielle Serienfertigung eingliedern will. Mehrere Partner aus Industrie und Forschung bauten mit dem BMBF-Projekt „IDEA“ zwei automatisierte, additive Produktionslinien für den metallischen 3D-Druck auf. In Berlin und im fränkischen Georgensgmünd entstehen seit Kurzem per 3D-Druck Bauteile aus Metall, die zeigen, wie nicht nur Großkonzernen, sondern auch KMUs die additive Serienfertigung von individualisierten Komponenten in mittleren Losgrößen wirtschaftlich gelingt. Eine wichtige Rolle spielen dabei das Laser Power Bed Fusion (LPBF) Verfahren des Fraunhofer ILT sowie das digitale Engineering entlang der Produktentwicklungskette zur Optimierung der Bauteile.
Nicht nur für große, sondern auch für kleine und mittlere Unternehmen kommt der metallische 3D-Druck infrage. Dafür sprechen die Erfahrungen des mittelständischen Unternehmens Toolcraft, das auf die Fertigung von Präzisionsbauteilen und -baugruppen auch für die Medizintechnik spezialisiert ist und die additiven Fertigungsverfahren zur Serienfertigung einsetzt. „Im Fördervorhaben IDEA ist es uns gelungen, wichtige Entwicklungsschritte erfolgreich abzuschließen, um beispielsweise aus Teilprozessen eine ganzheitliche, durchgängige Fertigungskette besser abbilden zu können“, betont Markus Langer, der den Bereich Digitale Transformation, Forschungs- und Technologieförderung bei der Toolcraft AG, Georgensgmünd, leitet.
Additive Fertigung: Thema auf der Messe und beim Kongress
Toolcraft ist nur einer der Aussteller aus diesem Bereich auf der Medtec Live with T4M. „Wir bringen die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik in Nürnberg zusammen“, wirbt Boss für die Messe. „Es wird spannend zu beobachten, welche Entwicklungen der additiven Fertigung in die Medizintechnikbranche Einzug gehalten haben und welche Chancen dies bietet.“ Die Messe findet vom 23. bis 25. Mai 2023 statt. Auf dem internationalen Kongress Medtec Summit diskutieren Hersteller, Anwender und Forscher zudem interdisziplinär zukünftige Entwicklungen.
Kontakt zum Veranstalter:
Nürnberg Messe GmbH
Messezentrum 1
90471 Nürnberg
www.nuernbergmesse.de
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