Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

Folge 65 - Glas drucken, ohne zu sintern

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Bislang konnte Glas nur 3D-gedruckt werden, wenn am Ende gesintert wurde – bei weit über 1000 °C. Das schränkte die Wahl der möglichen Substrate deutlich ein. Computerchips beispielsweise halten solche Temperaturen nicht aus.
Forschende aus Karlsruhe haben nun eine Lösung gefunden, mit der Quarzglasstrukturen bei nur 650 °C entstehen. Möglich macht das ein hybrides organisch-anorganisches Polymerharz, dass mittels Zwei-Photonen-Polymerisation in Form gebracht wird.
Mit dem neuen Verfahren können u.a. winzige Sensoren, Linsen oder 3D-Lichtleiterbahnen gebaut werden. Details verrät in dieser Folge Forschungsleiter Jens Bauer vom Institut für Nanotechnologie (INT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).

Folge 64 - Ahoi, Herr KaLeu! – 3D-Druck bei Bundeswehr und Marine

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Die Bundeswehr sieht in den aktuellen Nachrichten oft nicht gut aus:
Da ist die Rede von veraltetem Material, mangelnder Motivation, überbordender Bürokratie...
In der Praxis ergibt sich ein anderes Bild – zumindest, wenn es um die additive Fertigung geht.
Der Moderator dieses Podcasts – Stefan Asche – der nicht an der Waffe, sondern im Behindertenwohnheim gedient hat,
durfte mit Kapitänleutnant Sascha Hartig und dem Bundesbeamten Dr. Felix Zimmer darüber reden,
was auf See, an Land und in der Luft in Sachen 3D-Druck passiert.
Spoiler-Alarm: Das ist weit mehr, als Sie denken… Deshalb: Reinhören!

Folge 63 - Wasserstrahl statt Laserstrahl: Komplexe Betonstrukturen aus dem Pulverbett

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Beim Beton-3D-Druck entstehen Bauteile bisher vor allem mittels Extrusion (s. Folge 5) oder Aufspritzen (s. Folge 22).
Dass es auch anders geht, zeigt eine Kooperation der Hochschule München mit der Fit AG. Die Forschenden orientieren sich bei ihrer „selektiven Zementaktivierung“ am Pulverbettverfahren, wie es im Kunststoff- und Metallbereich weit verbreitet ist.
Statt eines Laser- oder Elektronenstrahls nutzen sie allerdings einen Wasserstrahl, um das Basismaterial selektiv und schichtweise zu verfestigen.
Details zum Verfahren erklärt in dieser Folge Christiane Richter, Wissenschaftlerin am Institut für Material- und Bauforschung der Hochschule München.

Folge 62 - Hilfe bei der Konstruktion ist inklusive

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Die additive Fertigung ist nur dann sinnvoll, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteil widerspiegeln. Gemeint sind etwa bionische Formen oder integrierte Funktionen. Das allerdings setzt entsprechendes Know-how bei der Konstruktion voraus – womit nicht jeder dienen kann.
Helfen will das Unternehmen Protolabs. Der weltweit agierende Produktionsdienstleister berät seine Auftraggeber, falls er Optimierungspotenzial beim Bauteildesign, dem kundenseitig gewünschten Material oder dem bevorzugten Produktionsverfahren erkennt. Dazu sitzen zahlreiche Experten in der Auftragsannahme. Protolabs nennt sie die „Faces Behind“.
Wie genau der Service funktioniert, schildert Christoph Erhardt in dieser gesponserten Folge. Dazu greift der „Manager Customer Projects & Additive Design“ auf das Fallbeispiel der Pansatori GmbH zurück. Die Österreicher stellen einen medizintechnischen Bügel her, der hinter dem Ohr angelegt wird und mittels Dauerakupressur etwaige Tinnitussignale verstummen lässt. Ursprünglich sollten alle Einzelteile des Geräts 3D-gedruckt werden. „Wir haben im Dialog mit der Firma aber schnell ausarbeiten können, dass einige Komponenten im Spritzgießverfahren wirtschaftlicher herstellbar sind“, so Erhardt. „Unsere Anpassungen und Musterteile konnten schnell überzeugen.“ Protolabs übernahm später sogar die Serienfertigung.

Folge 61 - Gedruckte Ton-Gefäße statt Plastikbecher

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Laut Bundesumweltministerium werden in Deutschland 320.000 Einwegbecher verbraucht – pro Stunde! Das mündet in einer gigantischen Müllflut.
Wie kann diese eingedämmt werden? Eine Antwort darauf kannten schon die alten Inder: Sie haben vor rund 5000 Jahren Terracotta-Gefäße hergestellt. Gehen diese kaputt, werden sie wieder zu dem, was sie waren: ein Bestandteil der Natur.
Leider taugt das historische Produktionsverfahren nicht für eine industrielle Massenfertigung.
Die Lösung: gedruckte Ton-Behältnisse!
Genau darauf setzt das US-amerikanisch-deutsche Unternehmen Gaeastar.
Wie dessen Technologie funktioniert, was sie kostet und wohin sie führen könnte, erklärt in dieser Folge der Deutschlandchef und promovierte Maschinenbau-Ingenieur Malte Zur.

Folge 60 - Weiterbildungsangebote und aktuelle Marktdaten deutscher AM-Firmen

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Die additive Fertigung rechnet sich nur, wenn sich ihre Möglichkeiten im Bauteildesign widerspiegeln. Dabei geht es etwa um Leichtbau, Funktionsintegration oder Baugruppenkonsolidierung.
Erreichen kann diese Vorteile nur, wer sich auskennt mit Konstruktion, Maschinenbedienung und Post-Processing.
Doch wo wird dieses Wissen vermittelt? Der VDMA hat die Antwort – und teilt sie mit allen Interessierten. In einer aktiven Datenbank listet der Verband verschiedenste Weiterbildungsangebote auf und erlaubt das kostenlose Recherchieren. Details dazu erklärt in dieser Folge die Projektmanagerin Irene Skibinski.
Im zweiten Teil der Episode verrät Markus Heering jüngste Marktzahlen. Der Geschäftsführer der VDMA-Arbeitsgruppe Additive Manufacturing erläutert vorab und exklusiv, wie sich deutsche AM-Firmen zuletzt entwickelt haben – und welche erstaunlichen Erwartungen sie hegen.

Folge 59 - Gedruckte Pillen

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In der deutschen Pharmazie werden Medikamente stets designt anhand von Musterpatienten. Die sind meist männlich, rund 40 Jahre alt und europäisch. Aber was ist mit Frauen, Seniorinnen und Senioren? Oder gar Kindern? Ein schwieriges Thema…
In der Onkologie (Krebstherapie) wird mittlerweile die „personalisierte Medizin“ in Ansätzen praktiziert. Ansonsten: leider kaum. Dabei gibt es Studien, die klar belegen, dass Standardmedikamente nur für rund 10% der PatientInnen hilfreich sind.
Gefragt sind also maßgeschneiderte Pillen. Ein Team aus der TH Köln arbeitet genau daran. In Kooperation mit der Universität Düsseldorf, der Merck KGaA und weiteren Partnern, haben die Wissenschaftler einen Drucker und ein spezielles, polymer-basiertes Filament entwickelt. Die Technologie verspricht jedem Patienten eine optimale Dosierung. Wie das geht, was das kostet? An wen PatientInnen sich künftig wenden sollen? Und welche Aufgabe bleibt dann noch den Apotheken?
Dieser Podcast gibt die entsprechenden Antworten. Formuliert werden sie vom Projektmanager Tilmann Spitz und dem Teamleiter Technik, Fabian Loose.

Folge 58 - Kunststoffdruck ohne viele Stützstrukturen

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Die Gründer des Darmstädter Start-ups FlipoQ behaupten, zwei klassische Probleme des Schmelzschichtdruckens (FFF, Fused Filament Fabrication) gelöst zu haben. Sie benötigen angeblich weniger Stützstrukturen und haben keine Probleme mit der Anhaftung des Bauteils an der Bauplattform. Wie sie das machen? Mit einem Netz, das aussieht wie die Bespannung eines Tennis-Schlägers. Und diesen Tennis-Schläger können sie um 180° drehen – oder um jeden anderen Winkel. Details verraten in dieser Folge die Mitgründer Linda Phetsananh und Jens Butzke von der Hochschule Darmstadt.

Folge 57 - Kunststoffteile vom laufenden Band

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Das FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) erfreut sich sowohl im privaten als auch im industriellen Umfeld großer Beliebtheit. Doch es hat Defizite: Das Drucken ist zeit- und personalintensiv: Der schichtweise Aufbau ist von Natur aus langwierig. Und nach Abschluss des Prozesses müssen die Bauteile aus dem Bauraum entnommen und in aller Regel händisch nachbearbeitet werden. Eine wirtschaftliche Serienfertigung ist so nur schwer realisierbar.
Abhilfe schaffen will die iFactory3D GmbH, ein Start-up aus Düsseldorf. Die Rheinländer besinnen sich dabei auf eine ganz alte Idee: das Fließband. Sie versprechen eine weitgehend mann-/fraulose Produktion. Obendrein behaupten sie, auf Stützstrukturen vielfach verzichten zu können. Doch damit nicht genug: Die Stückkosten der entstehenden Bauteile seien auch noch niedriger, als bei klassischen FFF-Druckern. Technologie und Kostenberechnung erläutern in dieser Folge der CEO des Unternehmens, Artur Steffen, sowie der Student Nagjah Issa, der die Wirtschaftlichkeit von Fließbanddruckern in seiner Bachelor-Arbeit untersucht hat.

Folge 56 - Faserverbundteile aus natürlichen Materialien

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Faserverbundmaterialien können (in Abhängigkeit von Faser und Matrixmaterial) so fest und steif sein wie Titan, aber leichter als Aluminium. Sie sind immun gegen Frost, UV-Strahlen und Korrosion. Deshalb kommen sie im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Sport- und Freizeitbereich immer öfter zum Einsatz. Ihr Problem: Das Recycling ist teuer, aufwendig und energieintensiv. Abhilfe schaffen wollen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF). Die dort tätigen Forschenden betten Endlos-Cellulosefasern in eine biobasierte Matrix ein – mit Hilfe des 3D-Drucks. Details zum Verfahren erläutert in dieser Folge Projektleiter Sathis Kumar Selvarayan.

Über diesen Podcast

Ohne dritte Dimension ist alles flach. Additive Fertigung ist der Trend in der Produktion und Industrie. Bei Druckwelle holen wir führende Köpfe der Additiven Fertigung vors Mikrofon, die Ihnen 3D-Druck plastisch erklären. Die Experten erläutern neue Drucktechnologien und Materialien. Sie bewerten Entwicklungen und geben Praxis-Tipps.

VDI-nachrichten-Redakteur Stefan Asche beschäftigt sich seit Jahren mit der Trend-Technologie. Als Ihr Host präsentiert er immer donnerstags, alle 14 Tage, eine neue Folge Druckwelle.

von und mit ingenieur.de in Kooperation mit VDI nachrichten

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