Additive Gleichteilserienfertigung bei BMW.

Bild: BMW
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Additive Fertigung im Automotive-Sektor 3D-Druck in die Serienproduktion überführen

29.04.2019

Vor Kurzem fand in München das Kick-off des Verbundprojekts IDAM statt. KMU, Großunternehmen und Forschungsinstitutionen wollen im Rahmen des Projekts den metallischen 3D-Druck erstmalig in einen industrialisierten und hochautomatisierten Serienprozess in der Automobilindustrie überführen.

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Industrialisierung und Digitalisierung von Additive Manufacturing (AM) für automobile Serienprozesse: Dafür steht das vom BMBF geförderte Projekt IDAM. Die zwölf Projektpartner wollen damit einen Grundstein für die technologische Vorreiterrolle Deutschlands legen und das Land als Produktionsstandort nachhaltig stärken. Durch die Integration des metallischen 3D-Drucks in die konventionellen Fertigungslinien der Automobilindustrie können kosten- und zeitintensive Prozesse abgelöst und dem Wunsch nach Produktindividualisierung ohne Mehraufwand begegnet werden.

Mindestens 50.000 Serienteile jährlich

Die Implementierung des metallischen 3D-Drucks erfolgt an zwei Standorten: im Additive Manufacturing Center von BMW in München sowie im Bonner Werk des Automobilzulieferers GKN Powder Metallurgy. Dort qualifiziert das IDAM-Team die AM-Technologie für die jeweils spezifischen Anforderungen in der Gleichteilfertigung wie auch der Individual- und Ersatzteilfertigung anhand konkreter Bauteile.

Die anvisierten Stückzahlen sprechen für den Signalcharakter des Verbundprojekts. Künftig soll es bei höchstem Qualitäts- und Kostendruck mit den AM-Fertigungslinien möglich sein, mindestens 50.000 Bauteile pro Jahr in der Gleichteilfertigung und über 10.000 Individual- und Ersatzteile herzustellen.

Manuelle Tätigkeiten durch modularen Aufbau reduzieren

In Bonn und München werden zwei modulare und nahezu vollständig automatisierte AM-Fertigungslinien aufgebaut. Sie bilden den gesamten Prozess von der digitalen über die physische Bauteilfertigung bis hin zur Nachbereitung ab. Einzelne Module können durch den bausteinartigen Aufbau der Linie an die unterschiedlichen Produktionsanforderungen angepasst und gegebenenfalls ersetzt werden.

Darüber hinaus ist es möglich, einzelne Prozessschritte flexibel anzusteuern und auszulasten. Durch die ganzheitliche Betrachtung der automobilen Fertigungslinie wollen die Projektteilnehmer den manuellen Anteil der Tätigkeiten entlang der Prozesskette von aktuell rund 35 Prozent auf weniger als 5 Prozent senken. Außerdem sollen sich die Stückkosten der 3D-gedruckten Metallbauteile mehr als halbieren.

Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Forschung

In der Konzeption, Bereitstellung und Vernetzung der Module für die AM-Fertigungslinie treten vor allem die Kenntnisse der KMU innerhalb des Projektkonsortiums in den Vordergrund. Sie übernehmen unter anderem die Automatisierung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Prozessschritten oder entwickeln im Rahmen des Projekts eine serienfähige und modulare Fertigungsanlage für den metallischen 3D-Druck. Auch die weiteren modularen Bestandteile, wie das Pulverhandling, die Prozessüberwachung und die automatisierte Nachbearbeitung, werden durch die KMU entwickelt.

Die Forschungsinstitutionen übernehmen unter anderem Aufgaben im Bereich der Prozessführung, des digitalen Zwillings sowie der präventiven Qualitätssteigerung. Durch das Mitwirken der großen Industrieunternehmen wird der Einsatz dieser verknüpften Module in den AM-Fertigungslinien unter realen Bedingungen und im großen Stil möglich. Außerdem können dadurch industrielle Standards festgelegt und industrierelevante Qualitätsmerkmale ausgearbeitet werden.

Erst durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit wird es im IDAM-Projekt möglich, den metallischen 3D-Druck für die automobilen Serienprozesse ganzheitlich zu betrachten und ihn nachhaltig in der Produktion zu etablieren. Die Projektlaufzeit beläuft sich vom 1. März 2019 bis zum 28. Februar 2022.

Projektpartner in der Übersicht

Nachfolgende Firmen und Institutionen sind am von der BMW Group koordinierten Projekt IDAM beteiligt:

  • Aconity, Herzogenrath

  • Concept Reply, München

  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen

  • GKN Powder Metallurgy, Radevormwald

  • Myrenne, Roetgen

  • Intec, Bad Neuenahr-Ahrweiler

  • Kinexon Industries, München

  • Lehrstuhl Digital Additive Production DAP, RWTH Aachen, Aachen

  • Technische Universität München, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (UTG), München

  • Schmitz Spezialmaschinenbau, Rheinbreitbach

  • Volkmann, Soest

Bildergalerie

  • Das Konsortium des IDAM-Projekts beim Kick-off in München am 27. März 2019.

    Bild: BMW

  • Dieses strukturoptimierte Differentialgehäuse, gemeinsam entwickelt von GKN und Porsche Engineering, ist eine von vielen neuen 3D-gedruckten E-Drive-Anwendungen.

    Bild: GKM

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