Additive Fertigung, die üblicherweise auch als 3D-Druck oder generative Fertigung bezeichnet wird, gewinnt in der Industrie zunehmend an Bedeutung. Insbesondere im Prototypenbau, bei Bauteilen mit hohem Individualisierungsgrad bzw. einer komplizierten Geometrie finden diese Fertigungsverfahren Anwendung. Allerdings eignen sich konventionelle Fertigungsverfahren weiterhin am besten für die Massenproduktion von Bauteilen.

Die „Invertierte 3D-Druck Station“ (Abbildung 1) kombiniert die Vorteile beider Fertigungsverfahren. Da in diesem Aufbau der 3D-Druckkopf festmontiert ist und das zu druckende Objekt vom Roboter bewegt wird, handelt es sich um eine Invertierte 3D-Druck Station.

Stationsaufbau

Die Station besteht aus einem ABB Industrieroboter, der zwischen zwei Fertigungsstationen steht. Der 3D-Druck Kopf wurde an einer der beiden Fertigungsstationen montiert (siehe Abbildung 1). Dies hat den Vorteil, dass der Roboter den Druckkopf so optimal erreichen kann.

Abbildung 1

Effizientere Produktion
Industrieroboter, welche nur zum Be- und Entladen von konventionelle Fertigungsmaschinen eingesetzt werden, haben hohe Standzeiten und vermindern dadurch die Produktivität einer Fertigungszelle. Wird der Industrieroboter zusätzlich als additive Fertigungsstation verwendet so verringert dies die Standzeiten des Roboters und erhöht die Produktivität der gesamten Fertigungszelle. Zusätzlich werden durch die Verwendung der additiven Fertigung neue Produktionsmöglichkeiten geschaffen.
So können zusätzlich zu konventionell gefertigten Teilen auch additive gefertigte Teile produziert werden (Abbildung 2). Ebenso ist eine Kombination der beiden fertigungsarten möglich. Metallteile können konventionell gefertigt werden und anschließend mit Kunststoffummantelungen oder Dichtungen versehen werden. Zudem ist es durch die Verwendung von additiven Fertigungstechniken möglich, personalisierte Einzelteile kostengünstiger herzustellen als mit herkömmlichen Fertigungsverfahren.

Abbildung 2

Das Common Research Program (CRP) ist ein interdisziplinäres Forschungsprogramm der Comet-Zentren Pro²Future und dem Austrian Center for Digital Production (CDP). Innerhalb des CRP wurden mehrere Demo Cases, die als technologische Bausteine fungieren, definiert und entwickelt. Einer dieser Bausteine ist die „Invertierte 3D-Druck Station“ (Inverted 3D-Printing Station), die von einem Team der beteiligten Industrie- und wissenschaftlichen Partner umgesetzt wurde.

Projektkoordination (Story)
Jan Werner, B. Eng., M. Sc.
Research Engineer
CDP – Austrian Center for Digital Production GmbH