Das Mondfahrzeug aus dem 3D-Drucker

Die additive Fertigung revolutioniert die Produktherstellung. Das Ziel des Zwanzig20-Konsortiums „Agent-3D“: aus der Schrittmachertechnologie des 3D-Drucks die Schlüsseltechnologie der Zukunft machen.

Mission to the moon: Inspiriert von der Vision, ein Forschungsfahrzeug auf den Mond zu bringen, entwickelt das junge Berliner Unternehmen „Part-time Scientists“ gemeinsam mit Audi Mondautos. Der Luna Quattro-Rover soll 2019 an der einstigen Landestelle von Apollo 17 seine Mission starten – und unter anderem das Mondfahrzeug von damals finden. Im Vergleich zum 45 Jahre älteren und 211 Kilogramm schweren bemannten Vorgänger sind die Roboterautos Ultraleichtgewichte. „Luna Quattro bringt 30 Kilogramm auf die Waage“, sagt Jürgen Brandner und spricht von der Vision seines Teams: Die Mondautos der nächsten Generation sollen den Zugang zur Weltraumforschung erleichtern und finanziell erschwinglich machen. Jürgen Brandner ist einer der Teilnehmer am Industrieworkshop „Additive Fertigung mit flexiblen Prozessketten“, ein Angebot des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK in Berlin. Das Fraunhofer IPK hat viele Kompetenzen auf diesem Gebiet.

Part-Time Scientists und Audi lunar quattro auf dem Mond

Part-Time Scientists und Audi lunar quattro bereit für den Start zum Mond

AUDI AG

Werkzeuglose Produktion

„Luna Quattro ist leicht und relativ preiswert in der Herstellung, weil die Räder und sämtliche Bauteile in additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden“, sagt Part-time Scientists-Mitarbeiter Brandner. Was bedeutet: Das Fahrzeug kommt aus dem 3D-Drucker. „Der 3D-Druck wird die Produktherstellung revolutionieren, wir bereiten die Grundlagen für die Zukunftstechnologien“, sagt André Bergmann. Er leitet und koordiniert die Forschungsaktivitäten in der Additiven Fertigung am Fraunhofer IPK. Bergmann und sein kompetenzübergreifendes Team kennen den Pulsschlag der Industrie: Kurze Entwicklungszeiten, Senkung der Produktionskosten, hohe Qualität und lange Lebensdauer der Produkte sind hier die entscheidenden Kriterien für Wirtschaftlichkeit und Platzierung auf dem Markt. „Additive Prozesse sind industriegetriebene Forschungsthemen. Allen voran haben die Medizintechnik, der Maschinenbau sowie die Luft- und Raumfahrt großes Interesse“, sagt der Wissenschaftler. Im Zwanzig20-Konsortium „Agent-3D – Additiv generative Fertigung“ koordiniert er die Projekte zwischen dem IPK und dessen Partnern. Das vom Bundesforschungsministerium geförderte interdisziplinäre Bündnis von 126 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft hat gemeinsame Visionen: Additive Fertigungsverfahren bringen werkzeuglos den richtigen Werkstoff an die richtige Stelle. Multi-Material-Systeme mit integrierter Intelligenz ermöglichen Produkte mit neuen Funktionalitäten und Eigenschaften. Individualisierte Einzelstücke und Serienprodukte werden in digital-integrierten Prozessketten entwickelt und hergestellt. Und: Deutschland nimmt bei diesen Schlüsseltechnologien die Vorreiterrolle ein und sichert sich einen Vorsprung im globalen Wettbewerb.

QualiPro für Industrie 4.0

Im Labor „Additive Fertigungstechnologien“ am Fraunhofer IPK werden für das Selektive Laserstrahlschmelzen, das Laser-Pulver-Auftragsschweißen und für das Selektive Lasersintern Prozessparameter, Fertigungsstrategien und Prozessketten entwickelt, um Produkte aus verschiedensten metallischen Legierungen und Kunststoffen sicher verarbeiten zu können. Die Produktkomponenten werden auf der Basis von dreidimensionalen Daten additiv aufgebaut. Innerhalb des Agent-3D Basisprojektes haben die Experten im Rahmen der Qualitätssicherung Ansätze zur automatisierten Zustandsüberwachung entwickelt. Der Prototyp für den Industrie 4.0-Arbeitsplatz ist eine App. Seit August wird das weiterführende Verbundvorhaben „Qualitätsmanagement für die sichere und robuste additive Produktion“, kurz QualiPro, innerhalb der Zwanzig20-Initiative gefördert. Prozess- und Sensordaten sollen in eine Cloud eingespeist und anwenderspezifisch aufbereitet werden, um die Produktqualität nachzuweisen.