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Additive Fertigungsmethoden sind serienreif

: APWORKS


Vor 15 Jahren noch Zukunftsvision – heute Stand der Technik: Die additive Fertigung ist dank Digitalisierung, Automatisierung und viel Know-how über Materialien, Prozesse und Designmöglichkeiten in der Serienfertigung angekommen.

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Künftig werden Flugzeuge möglicherweise ganz anders aussehen als heute. Bei Komponenten ist man jedoch schon heute in der Serie.

Künftig werden Flugzeuge möglicherweise ganz anders aussehen als heute. Bei...

So offensichtlich die Vorteile der additiven Fertigung auch sind – mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit wurde die additive Serienfertigung immer wieder in Frage gestellt. So können traditionelle Verfahren damit punkten, dass die Abläufe dort dank jahrzehntelanger Erfahrung bereits entsprechend automatisiert und optimiert sind. Zu den großen Nachteilen konventioneller Methoden zählen indes die Fertigungsrestriktionen für die herstellbaren Formen und der Mangel an Flexibilität. Hier kann die additive Fertigung ihre Stärken ausspielen und je nach Anwendung auch in puncto Wirtschaftlichkeit mit den traditionellen Verfahren mithalten. Ungeachtet der Vorteile des 3D-Drucks nehmen viele Unternehmen bisher eine abwartende Position ein, weil sie die hohen Einführungskosten scheuen oder noch nicht über entsprechendes 3D-Druck Wissen im Unternehmen verfügen.

APWorks – AM-Pionier der ersten Stunde



APWorks bedient Kunden aus den unterschiedlichsten Industrien, von Motorsport über Robotik und Sondermaschinenbau bis hin zur Luft- und Raumfahrt, mit Produkten und Dienstleistungen aus dem Bereich AM in höchster Qualität. Dabei ist die Serienfertigung von additiv hergestellten Bauteilen oft fester Bestandteil der Kundenanforderungen und wird bereits heute bei APWorks umgesetzt.

Seit dem Zusammenschluss der beiden Airbus Tochterfirmen APWORKS und Premium Aerotec im April 2018 ist APWorks eine 100%ige Tochterfirma von Premium Aerotec. Die Kunden profitieren vom kombinierten Know-how beider Unternehmen und haben zudem Zugriff
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AMXpert kombiniert Kostenanalyse, Druckbarkeitsüberprüfung und Bestellprozess für den 3D-Druck

AMXpert kombiniert Kostenanalyse, Druckbarkeitsüberprüfung und Bestellprozess...

auf derzeit elf AM Anlagen, unterschiedlichste Materialien sowie die komplette Wertschöpfungskette der Nacharbeit von Bauteilen.

„Dank des Zusammenschlusses mit Premium Aerotec kommen wir unserer Vision der industriellen Serienproduktion mittels AM-Technologie einen großen Schritt näher“, sagt Joachim Zettler, Geschäftsführer von APWorks. „Ziel ist es, die hochdynamische Herangehensweise von APWorks bei der Lösung der AM-Fragestellungen unserer Kunden mit der jahrzehntelangen Produktionserfahrung von Premium Aerotec zu kombinieren, um so den maximalen Vorteil entlang der AM-Wertschöpfungskette für unsere Kunden aus allen Industriezweigen zu realisieren.“

AMXpert – bringt AM auf die nächste Ebene.

Ein wichtiger Schritt zur Industrialisierung der Additiven Fertigung ist der Zugriff auf das erforderliche Know-how in der Bauteilgestaltung sowie eine entsprechende Automatisierung und Integration der geeigneten Werkzeuge. Für die Identifizierung der passenden Bauteile und damit für eine erfolgreiche Industrialisierung der additiven Fertigung bietet APWorks die Online-Plattform AMXpert an – ein 3D-Druck Hub für die Industrie, der Kostenanalyse, Überprüfung der Druckbarkeit und Bestellprozess kombiniert.



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Innovative, additiv gefertigte Kühlplatten optimieren das Temperaturmanagement von Batteriesystemen für Airbus E-Aircraft Systems .

Innovative, additiv gefertigte Kühlplatten optimieren das Temperaturmanagement...

Kostenanalyse, Druckbarkeitsüberprüfung und Bestellprozess für den 3D-Druck

„Dank virtueller Technologien und Additiver Fertigung kann sich die Industrie hohe Ziele stecken und gleichzeitig Gewicht, Kosten und Materialausschuss reduzieren. Zudem haben Designer mit AM die Freiheit, komplexe Formen zu erstellen, die mit traditionellen Verfahren nicht hergestellt werden könnten“, so Zettler. „Indem AMXpert die vollständige digitale Prozesskette in einem einzigen Tool, vom Bauteil-Screening und der Analyse über die Bewertung des Optimierungspotenzials bis hin zur Preiskalkulation und dem Online Bestellprozess abbildet, ist es für jeden, der von der additiven Fertigung profitieren möchte, eine schnelle, intuitive und nützliche Lösung.“

Daten können zusammen hochgeladen werden. Die Geometrien werden von AMXpert unmittelbar analysiert und einer automatischen Prüfung ihrer Eignung für die additive Fertigung unterzogen. Dies zeigt, welche Teile im 3D-Druck ein besonders hohes Optimierungspotenzial haben und sorgt so bei den Druckkosten zu Einsparungen von bis zu 70 %.

Mit der Integration der Plattform AMXpert in die SAP Software Landschaft, die Anwender vor allem bei der Identifizierung der Bauteile mit dem größten Potenzial für den metallischen 3D Druck unterstützt, setzt APWorks seinen Weg kontinuierlich fort.

„In der Kooperation mit SAP sind wir konsequent den nächsten Schritt in Richtung
Industrialisierung des metallischen 3D-Drucks gegangen. Durch die Zusammenarbeit eröffnet sich dem Kunden die Möglichkeit, Massendaten auf Druckbarkeit zu prüfen und Experten und Kunden über die virtuelle Plattform zusammenzubringen. Durch die selbstlernenden Datenbank, die Druckbarkeit, Orientierung und somit Kosten intelligent bewertet, können sowohl Kosten als auch Ressourcen eingespart werden“, betont Sven Lauxmann von APWorks.

APWorks macht Serienfertigung möglich

Die additive Fertigung bietet sich immer dann für die industrielle Serienfertigung an, wenn Endkunden von einem Zusatznutzen profitieren können. Dies kann eine Kostenersparnis, eine Leistungssteigerung, eine Produktindividualisierung oder die Überbrückung eines Lieferengpasses sein.

Stehen die Kosten im Fokus, müssen zunächst die einzelnen Kostenanteile betrachtet werden, um einzuschätzen, ob die additive Fertigung oder eine konventionelle Methode kosteneffizienter ist. Für einen einzelnen, additiv gefertigten Prototypen liegt die Kostenverteilung bei ca. 5 % für die Vorbereitungsarbeiten, 40 % für die Maschinenlaufzeit, 15 % für das Material und etwa 40 % für die Nachbearbeitung. Wird eine Serienproduktion angestrebt, verschieben sich die Anteile und die Vorbereitungszeit wird vernachlässigbar, so dass der eigentliche Druckprozess 65 %, das Material 20 % und die Nachbearbeitung etwa 14 % ausmachen.



Den größten Hebel zur Kostensenkung der additiven Fertigung in der Serienproduktion hat man somit bei den Produktionskosten. Diese Kosten können mit einem optimierten Bauteil-Design und entsprechendem Prozesswissen weiter optimiert und gesenkt werden. Da die Effizienz hierbei eine wichtige Rolle spielt, haben modernste Anlagen für APWorks höchste Priorität. Je besser die Bauteile für den 3D Druck ausgelegt
sind, desto weniger Stützstrukturen und für den Druck benötigte Zeit sind notwendig. Darüber hinaus reduziert sich dadurch auch die Nachbearbeitung, was wiederum zu drastischen Kosteneinsparungen führen kann.

Viel gespart in kleiner Serie – Kosteneinsparung durch Funktionsintegration

Durch eine reproduzierbare hohe Qualität und die Integration mehrerer Bauteile in einer einzelnen Komponente konnte in einem aktuellen Projekt durch den Druck selbst und die Automatisierung des Druckes die konventionelle Herstellungsmethode, eine Kombination aus Zerspanen und Biegen, ersetzt werden. Die Kosteneinsparung lag bei fast 30 %. Der Zusatznutzen war in diesem Fall eine reine Kosteneinsparung bei der Herstellung der Werkzeuge als 1 zu 1 Replacement der vorhandenen Funktionen, eine Leistungssteigerung oder Gewichtsreduzierung des Bauteils wurde nicht angestrebt.

Höchst performantes Leichtgewicht

Auch bei Airbus, im speziellen in der Entwicklung von elektrischen Antriebssystemen setzt man auf den 3D Druck. Konkreter Anwendungsfall sind innovative Kühlplatten, welche das Temperaturmanagement der Batteriesystemen für Airbus E-Aircraft Systems optimieren. E-Aircraft Systems entwickelt innerhalb von Airbus elektrische Antriebssysteme für neueste Luftfahrzeugentwicklungen. Kühlkanäle können dank der gegebenen Designfreiheit der additiven Fertigung variabel über die Kühlplatte verteilt werden und erzielen folglich eine optimierte und homogene Temperaturverteilung über das gesamte Batteriesystem. Dazu sind die Kühlplatten nicht nur besonders performant, sondern auch äußerst leicht. Eine konventionelle Herstellung der Kühlplatten ist mit dieser Performanz nicht realisierbar. In diesem Anwendungsfall zeigt APWORKS außerdem, wie weitere nachgelagerte Produktionsschritte optimiert werden können um eine erste Vorserie zu entwickeln. Die Kühlplatten werden nach dem reinen Druck noch mittels
Rührreibschweißen verschweißt und im Nachgang auf höchste Toleranzen spanend nachbearbeitet. Bereits heute wird von diesen Kühlplatten eine erste Testserie produziert. Innovative Herstellmethodik trifft auf innovative Antriebstechnik und ermöglicht innovative Luftfahrtentwicklungen.



Die drei Anwendungsbeispiele verdeutlichen, dass die additive Fertigung je nach Anwendung und Zielsetzung bereits heute in die Serienproduktion angekommen ist. Maßgeblich für den Erfolg eines Projektes ist dabei immer das Wissen um die Möglichkeiten dieser Fertigungsmethode sowie die richtigen Maschinen und Prozesse für die Umsetzung. Ob sich eine additive Serienfertigung lohnt, hängt letztendlich vom Anwendungsfall, der Zielsetzung, der Stückzahl und dem erforderlichen Werkstoff ab. Mit seinem umfassenden Design- und Prozess-Knowhow ermöglicht es APWorks, die Vorteile der additiven Fertigung vollständig zu nutzen und industrielle Serien wirtschaftlich zu fertigen.

formnext Halle 3.1, Stand G68 / F70

Künftig werden Flugzeuge möglicherweise ganz anders aussehen als heute. Bei Komponenten ist man jedoch schon heute in der Serie.
AMXpert kombiniert Kostenanalyse, Druckbarkeitsüberprüfung und Bestellprozess für den 3D-Druck
Innovative, additiv gefertigte Kühlplatten optimieren das Temperaturmanagement von Batteriesystemen für Airbus E-Aircraft Systems .


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kein BildMaterialhersteller mit Zusatznutzen
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