Additive Fertigung: Automatisierung durch offene Standards

Bigrep und Bosch Rexroth arbeiten zusammen, damit der 3D-Druck sein Potenzial für die Serienfertigung entfalten kann. Eine der größten Herausforderungen: Die Anbindung der Technologie an die Automatisierungswelt in der Fertigung.

02. April 2019
Additive Fertigung: Automatisierung durch offene Standards
Bigrep setzt bei seinen 3D-Druckern (FFF-Segment) auf Industriesteuerungen mit vordefinierten Funktionalitäten. (Bild: Bosch Rexroth/Bigrep)

Die additive Fertigung hat den Weg aus den Forschungslabors in die Prototypen- und Kleinserienfertigung geschafft. Zahlreiche Fertigungsunternehmen drucken heute schon ihre Ersatzteile oder einzelne Spezialkomponenten. Jetzt steht die Technologie vor dem nächsten Entwicklungsschritt, der sie für die Serienfertigung nutzbar machen soll.

Bei der Fertigung von Ersatzteilen, Prototypen und Kleinserien hat sich der 3D-Druck als flexible Fertigungstechnologie in der Luftfahrt- und der Automobilindustrie etabliert. Aber auch andere Branchen, vom Maschinenbau bis zur Medizintechnik, loten die Einsatzmöglichkeiten aus. Der Markt ist groß – genau wie die technologischen und wirtschaftlichen Vorteile. Beispielsweise können 3D-Drucker Bauteile in einem Prozessschritt herstellen, für die vorher mehrere Einzelteile gefertigt und montiert werden mussten.

»Unsere Industriekunden in allen Märkten erwarten zuverlässige, steuerbare und effiziente 3D-Drucker für die Produktion hochwertiger Werkteile aus industrietauglichen Materialien«, erklärt Dr. Stephan Beyer, CEO von Bigrep. Deshalb setzt der Hersteller großformatiger, in Serie gebauter 3D-Drucker (FFF-Segment), auf den Einsatz von Industriesteuerungen mit vordefinierten Funktionalitäten. »Offene CNC – Lösungen von Rexroth, die wir in unserem neuen Bigrep Pro 3D-Drucker integriert haben, eröffnen für die additive Fertigung eine völlig neue Dimension«, so Beyer. Sie kommt bereits bei hochautomatisierten Werkzeugmaschinen zum Einsatz. Zudem bringen Industrie-Steuerungen von Bosch Rexroth entsprechende Funktionen vom Handling bis zur Robotik und Qualitätskontrolle bereits mit.

Durchgängige Automatisierung

Verglichen mit anderen Fertigungsverfahren ist der manuelle Anteil im 3D-Druck derzeit immer noch sehr hoch und ähnelt eher einem Manufakturbetrieb. »Mittelfristig kann sich die additive Fertigung einer Anpassung an Standards der etablierten Produktionsverfahren nicht entziehen«, hebt Thomas Fechner, Leiter Produktbereich New Business bei Bosch Rexroth hervor.

Die Automatisierung führe dazu, dass die Prozesse reproduzierbar und nachvollziehbar werden. Um die Technologie breit zu etablieren müsse sie zudem leicht zugänglich sein. »Das bedeutet sie sollte immer verfügbar sein und nicht nur von Fachexperten verstanden werden«, so Fechner.

Ziel: vollständig digitaler Workflow

Wichtig sei dafür ein ganzheitliches Verständnis für den gesamten Ablauf von der Datenerstellung bis zur Qualitätssicherung zu entwickeln. »Ziel ist ein vollständig digitaler Workflow. Die Daten müssen durchgängig von der Kundenbestellung über die CAD-Software und Simulationsumgebungen bis hin zu den konkreten Maschinenbewegungen und der Qualitätssicherung fließen können«, betont Fechner. Außerdem müssten sich Maschinenhersteller und Endanwender auf einheitliche offene Standards wie OPC UA und OpenAPI einigen.

»Dann haben wir die Voraussetzungen geschaffen um den 3D-Druck als Schlüsselelement für Industrie 4.0-Anwendungen zu verankern und die Potenziale der Technologie ausschöpfen«, sagt Beyer. So könnten beispielsweise Einzelkomponenten oder Ersatzteile künftig nach Bedarf direkt vor Ort gedruckt werden und müssten nicht im Lager vorgehalten werden: »Der 3D-Druck ist dabei, Lieferketten neu zu definieren. Fertigungsunternehmen werden von niedrigeren Investitionen, einem schnelleren Markteinstieg und kürzeren Produkteinführungszeiten profitieren«, verspricht Beyer.