Digitale Technologien

Digitale (Produktions-)Technologien wie Additive Fertigung, Künstliche Intelligenz, Internet of Things, Blockchain und viele mehr ebnen die digitale Transformation von Unternehmen Richtung Industrie 4.0. Als Technologieland Hessen unterstützen wir produzierende Unternehmen dabei, ihren individuellen Weg in die Industrie 4.0 zu finden und erfolgreich umzusetzen.

Additive Fertigung – Vorsprung gewinnen durch 3D-Druck

Die additive Fertigung, gemeinhin als 3D-Druck bezeichnet, revolutioniert die industrielle Produktion. In der Anwendung wie in der Forschung sind hessische Unternehmen bereits stark in diesem innovativen Arbeitsfeld vertreten. Als Technologieland Hessen wollen wir diese Fertigungstechnologie vorantreiben - durch die vielseitige Unterstützung von Unternehmen und Forschungseinrichtungen.

3D-Druck verändert industrielle Produktion: Was macht den 3D-Druck zu einem revolutionären Produktionsverfahren?

Der 3D-Druck ermöglicht die maßgeschneiderte Produktion von verschiedensten Objekten.
Es gibt wesentlich weniger Restriktionen in der Formgebung als bei konventionellen Fertigungsverfahren. Im Vergleich zum Fräsen oder Spritzgießen etwa lassen sich mit der additiven Technik komplexe Geometrien und selbst filigrane bionische Strukturen erzeugen, die anders nicht möglich wären, industriell zu produzieren.
Die zugrundeliegenden 3D-Konstruktionsdaten kann der Herstellende jederzeit am Computer anpassen und die Produkte dann erneut „ausdrucken“ – ohne Umrüstung der Anlage. Die Zeit für die Umsetzung eines neuen Designs schrumpft von Tagen oder Wochen auf Stunden oder Minuten.
Damit eignet sich der 3D-Druck sowohl für die Herstellung von Prototypen als auch für die Serienfertigung und die individualisierte Produktion.
Gleichzeitig kann die additive Fertigungstechnik dazu beitragen, Materialien effizient und ressourcenschonend einzusetzen.

Basis jeder additiven Fertigung ist ein Datensatz, der die Objektform in hauchdünnen Lagen beschreibt. Durch einfache Modifikation dieser Konstruktionsdaten können Herstellende die individuellen Wünsche der Kundschaft oder neue Designideen schnell umsetzen. Die additive Fertigung sorgt für mehr Flexibilität in der Produktion und ebnet der Industrie 4.0 den Weg.

Neue Verfahren und Materialien – Chancen für innovative Unternehmen

Übliche 3D-Drucker pressen den Werkstoff durch eine Düse und bauen ein Objekt Schicht für Schicht auf. Es gibt aber auch andere Verfahren: Beim selektiven Laser-Sintern beispielsweise entstehen die Produkte schichtweise aus einem Metall- oder Kunststoffpulver, das durch Laserbestrahlung verfestigt wird.
Mit verschiedenen Kunststoffen und Metallen funktioniert die additive Fertigung bereits industriell. Das Drucken mit Beton, Glas und anderen Materialien – von holzähnlichen Werkstoffen bis Pizzateig – befindet sich in der Test- bzw. Prototypenphase.
Da die additive Herstellung komplexe Geometrien erlaubt, kann leistet sie einen Beitrag hinsichtlich der Materialeinsparung und damit der Ressourceneffizienz: Schuhsohlen, Helme und mehr können zukünftig aus leichten, filigranen und dennoch dämpfungs- und tragfähigen Strukturen nach dem Vorbild der Natur bestehen statt wie bisher aus massivem Material. So lässt sich der Aufbau unserer Knochen, ein scheinbares Durcheinander aus Hohlräumen und fester Knochensubstanz, problemlos mit dem 3D-Druck nachbilden.

3D-Druck in Hessen – auf dem Sprung zum Standardverfahren

In Hessen arbeiten Materialentwickelnde, -verarbeitende, Ingenieursdienstleistende und Anwendende Hand in Hand, um die additive Fertigung aus der Nische in die Massenproduktion zu überführen. Ob Serienfertigung oder Herstellung von Unikaten: Zahlreiche Erfolgsbeispiele in Sachen 3D-Druck gibt es in Hessen bereits. Das Cluster „3D-Druck und additive Fertigung – Bionik“ unterstützt Unternehmen bei Aufbau und beim Austausch von Wissen.
Mit der additiven Fertigung befassen sich auch hessische Forschungseinrichtungen. Forschende untersuchen zum Beispiel das 3D-Drucken mit dem Elektronenstrahl und entwickeln Keramiken für den Druck von Knochenersatz.