Auf dem Forschungscampus ARENA2036 in Stuttgart testet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA derzeit einen neu entwickelten 3D-Drucker für die Automobilindustrie. Ziel des Forschungsprojekts „DigiAutoFab“ ist es, eine vollständig digitalisierte Prozesskette für die additive Fertigung von Kunststoffbauteilen zu etablieren. Dabei kommen neue Materialien, eine fortschrittliche Lasertechnologie sowie eine KI-gestützte Prozessüberwachung zum Einsatz, wie das Fraunhofer IPA in einer Pressemitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin berichtet.
Drei Innovationen für den industriellen 3D-Druck
Im Zentrum der Versuche steht ein neuartiger 3D-Drucker auf Basis des Lasersinterverfahrens, der mit mehreren technischen Neuerungen ausgestattet ist. Statt des herkömmlichen CO₂-Lasers kommt ein leistungsstärkerer Faserlaser zum Einsatz. Dieser lässt sich feiner fokussieren und ermöglicht eine präzisere Fertigung von Bauteilen in kürzerer Zeit.
Als Ausgangsmaterial dient ein mit Glaspartikeln versetztes Polypropylenpulver. Dieses Material ist bislang nicht kommerziell erhältlich und verleiht den gedruckten Bauteilen erhöhte Steifigkeit. Die Anpassung der Druckparameter an dieses neue Material erfolgt schrittweise. Unterstützt wird der Prozess durch einen Sensor, der die Wechselwirkungen zwischen Laserstrahl und Pulver überwacht und Rückschlüsse auf die Prozessqualität erlaubt.
Laut Projektleiter Patrick Springer soll durch diese Kombination aus Laser, Material und Sensorik nicht nur die Bauteilqualität verbessert, sondern auch der Entwicklungsprozess deutlich beschleunigt werden. Statt bisher drei bis sechs Monate könnten Prototypen künftig innerhalb weniger Wochen vorliegen.
KI-Modell unterstützt Prozessoptimierung
Ein weiterer Aspekt des Projekts ist der Einsatz künstlicher Intelligenz. Mark Becker, Mitarbeiter im Projektteam, nutzt den neuen 3D-Drucker zunächst für einfache Testbauteile. Im nächsten Schritt folgen komplexere Geometrien. Ziel ist es, durch wiederholte Tests die optimalen Prozessparameter zu ermitteln. Die dabei entstehenden Daten fließen in ein KI-Modell ein, das langfristig in der Lage sein soll, Prozessabweichungen zu erkennen und automatisch gegenzusteuern.
Die additive Fertigung soll damit in der Automobilindustrie einen Schritt näher an die Serienproduktion rücken. Neben Prototypen sollen künftig auch Varianten von Großserienfahrzeugen oder Ersatzteile auf Abruf produziert werden können – direkt aus dem digitalen Modell.
Das Projekt „DigiAutoFab“ läuft noch bis Juni 2026. Neben dem Fraunhofer IPA sind auch die Universität Stuttgart sowie Partner aus der Industrie beteiligt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen perspektivisch auch auf andere Branchen übertragbar sein. Über weitere Entwicklungen in diesem Bereich berichten wir auch weiterhin täglich im 3D-grenzenlos Magazin (zum Newsletter anmelden).
