Vor drei Jahren hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein gefördertes Projektkonsortium namens „Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing“ (IDAM) gestartet, das von der BMW Group geleitet wurde. Die Projektteilnehmer entwickelten bis zum jetzt erfolgten Projektabschluss eine Fertigungslinie für den 3D-Druck in der automobilen Serienproduktion für die Automobilindustrie.

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Unter der Leitung der BMW Group startete vor drei Jahren ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Projektkonsortium an dem kleine und große Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen beteiligt waren. Das berichtet BMW dem 3D-grenzenlos Magazin in einer Pressemitteilung.

Die Projektteilnehmer hatten das Ziel, den Metall-3D-Druck weiter in die automobile Serienproduktion zu integrieren und dessen Einsatzmöglichkeiten zu verbessern. Zwölf Mitglieder des Konsortiums präsentieren am BMW Group Additive Manufacturing Campus in Oberschleißheim die erfolgreiche Umsetzung des Projekts IDAM, das für Industrialization and Digitalization of Additive Manufacturing steht. Am Campus wurde eine digital vernetzte, vollautomatisierte 3D-Druck-Fertigungslinie aufgebaut und für die automobile Serienproduktion vorbereitet. Bei der Firma GKN Powder Metallurgy in Bonn befindet sich eine weitere Fertigungslinie.

Serienproduktion in der Automobilbranche

Mit dem Laser Powder Bed Fusion-3D-Druckverfahren werden Jahr für Jahr rund 50.000 Bauteile in der Gleichteilefertigung und mehr als 10.000 Individual- und Ersatzteile kosteneffizient hergestellt. Das Metallpulver wird dabei schichtweise durch Laser dort umgeschmolzen, wo das solide Bauteil entstehen soll. Das Verfahren benötigt keine Werkzeuge und bietet so auch mehr Designmöglichkeiten und Flexibilität bei der Teilefertigung.

Das fahrerlose Transportsystem (FTS) transportiert vollautomatisch die mobilen Baukammern der 3D-Drucker zwischen den Modulen der IDAM-Fertigungslinien. Eine zentrale Einheit, in der alle Fertigungsdaten der einzelnen Module der Fertigungslinie zusammenlaufen, steuert die Maschinen und sorgt für mehr Produktivität und Qualität.

Automatisierung und Qualitätssicherung

Demonstratorlinie
Die Fertigungslinie (im Bild) wurde im 3D-Druck-Campus von BMW installiert (Bild © BMW Group).

Neuartige Konzepte generieren die 3D-Druck-Baudaten automatisch und vollautomatisierte Module transportieren das verarbeitete Metallpulver zu den jeweiligen Bearbeitungsstationen und bereiten es selbstständig auf. In speziell dafür konzipierten Stationen werden die einzelnen Bauteile vollautomatisch nachbearbeitet. Während des Laserschmelzprozesses sorgt ein Sensor für die Qualitätssicherung. Es werden unter anderem Emissionen des Schmelzbades mittels CMOS Kamera und Pyrometer untersucht und mittels KI-Algorithmen mit der realen Bauteilqualität korreliert. Dadurch lassen sich Prozessabweichungen erkennen und die Bauteilqualität bewerten.

Felix Haeckel, Konsortialleiter und Projektleiter BMW Group, sagte:

„Bereits ab dem ersten Projekttag war ein Teamspirit unter den Partnern zu spüren. Voneinander lernen, gemeinsam innovative Lösungen erarbeiten und die individuellen Stärken der einzelnen Partner bestmöglich zur Entfaltung bringen – die Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing waren die Schlüssel zum Erfolg.“

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