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01/ 2021 DE
fon das formnext magazin
Space-Industrie: Chiron Group: Lehm und Stroh:
Boomend Mit Tradition Wie man nach
und schwer in die additive haltig Gebäude
durchschaubar Fertigung 3D-drucken kann
» Seite 08 » Seite 14 » Seite 18 by
formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 02 ] [ 03 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
EDITORIAL
D
as Jahr 2021 hat begonnen Im Zentrum unserer Jahrespla-
und die Hoffnungen ins neue nung steht deshalb die Formnext
Jahr sind groß, ja ungleich vom 16.–19. November 2021 in
größer, als sie es zu Beginn der ver- Frankfurt am Main. Das Messeereig-
gangenen Jahre waren. Noch immer nis der weltweiten AM-Community
kämpfen Großteile der Welt gegen wird umso wichtiger, als der indust-
Covid-19, aber der »Gegenangriff« rielle 3D-Druck zweifelsohne zu den
Was macht innovatives
in Form neuer Impfungen hat begon- herausragenden Zukunftstechnolo-
nen. Über die Impfungen wird es gien der kommenden Jahre zählt. Ob
dann auch gelingen, zumindest in der Medizintechnik, in der Luft-
diese Pandemie wieder in den Griff und Raumfahrt, im Bereich Automo-
Denken aus? zu bekommen.
Bis die Impfwelle weltweit
anläuft und spürbar Wirkung zeigt,
tive, im Schienenverkehr, im
Maschinenbau oder in anderen
Anwenderindustrien – ohne die Nut-
Ich denke, es ist einfach ist aber noch für mehrere Monate
Geduld gefragt. Wenn alles gut
verläuft, wird unser Zusammenleben
zung von AM werden sich die meis-
ten Produkte in Zukunft nicht mehr
entwickeln und herstellen lassen.
die innere Einstellung.
ab der zweiten Jahreshälfte wieder Auch auf Lieferketten und unter dem
freier und positiver sein. Anders Aspekt der Nachhaltigkeit gewinnt
sieht es mit der wirtschaftlichen AM mehr und mehr Einfluss.
Erholung aus. Diese wird zweifels- Wir freuen uns, diese Entwick-
ohne eine längere Zeit benötigen, lung mit zu begleiten, und ich wün-
bis wir uns wieder auf dem Niveau sche Ihnen, dass 2021 ein Jahr mit
bewegen, das wir vor der Pandemie guten Nachrichten wird.
erreicht hatten. Einige Branchen
werden sich dauerhaft auf Änderun-
gen ihrer Geschäftsfelder einstellen
müssen, andere profitieren vom
Wandel.
Die Messewirtschaft leidet noch
immer massiv unter den Auswirkun Ihr Sascha F. Wenzler
gen der Pandemie. Allerdings ist Vice President Formnext
eines jetzt schon sicher: Messen
Titelseite: feedbackmedia.de, iStock/Elen11
werden als ideale Plattformen für
den fachlichen Austausch und die
persönliche Begegnung wieder
zurückkommen, an den passenden
Stellen um digitale Tools erweitert.
[Elon Musk, Unternehmer und Gründer von Paypal, SpaceX, Tesla u. a.]
formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 04 ] [ 05 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
INHALT FORMNEXT NEWS
06
08
18
DIGITALES HERZ DER tions, die über zwölf 1-kW-Laser und einen
Bauraum von 600 mm × 600 mm × 600 mm
Als besonders innovativ zeigte sich der
Bereich Materialien, wo unter anderem die
AM-WELT SCHLÄGT IM verfügt. Im Bereich der FDM-3D-Drucker stellte Konzerne BASF, Covestro, Evonik und HP neue
Ultimaker den Ultimaker 2+ Connect vor, eine Lösungen vorstellten – unter anderem
INNOVATIONSRHYTHMUS Weiterentwicklung des Vorgängermodells Ulti- nachhaltig produzierte Kunststoffe. Im Metall
14 maker 2+. Der neue 3D-Drucker erreicht eine
Druckgeschwindigkeit von 300 mm/s und bietet
bereich stellte Fehrmann Alloys aus Hamburg
seine Aluminiumlegierung für den 3D-Druck
Neuerungen wie Wifi, Ethernet, Touchscreen »AlMgty 90« vor. Laut dem Hamburger
A
uch in digitaler Form hat die Formnext und mehr. Smart3D präsentierte mit dem Unternehmen ermöglicht das Material mit
Connect vom 10. bis 12.11.2020 ihre Macro HT einen industriellen Hochtempera- einer Zugfestigkeit von über 400 MPa und einer
Bedeutung als weltweit führende tur-3D-Drucker, der unter anderem die Materia- Bruchdehnung von mehr als 25 Prozent
08 05
Messeveranstaltung für die AM-Branche und lien Ultem, PEEK und PEKK verarbeiten kann. »noch schlankere und leichtere Konstruktionen«.
SCHWER DURCHSCHAU- FORMNEXT NEWS
die nächste Generation der industriellen Eine imposante Farbvielfalt und zuverlässige Neben den Produktneuheiten konnten die
BARE BOOM-BRANCHE »D
igitales Herz im
Produktion unter Beweis gestellt. Das belegen Fertigungsqualität verspricht Mimaki mit dem Teilnehmer der Formnext Connect das hochka-
» Wie AM die Space-Industrie Innovationsrhythmus 8.541 aktive Teilnehmer aus über 100 Ländern neuen Inkjet-3D-Drucker 3DUJ-2207 mit rätige und überwiegend live gesendete Büh-
befeuert. Teil 1: Raketenbau und die hohe Dichte an Weltpremieren. UV-Härtung. nen- und Sessionprogramm verfolgen. Dabei
»Die Formnext hat auch in ihrer digitalen diskutierten weltweit Experten in zahlreichen
06 NEWS
Variante 2020 bewiesen, dass sie als weltweit SCHLANKER KONSTRUIEREN Webinaren und Talkrunden aktuelle und künf-
14 -
IM INTERVIEW » Xolo · Spaleck Oberflächentechnik wichtiger Katalysator für die technologische Im Bereich Postprocessing zeigte Solukon tige Trends, Entwicklungen und Anwendungen.
» Axel Boi über den Weg der Chiron Universität Freiburg · Porsche und wirtschaftliche Entwicklung dieser auf der Formnect Connect das SFP770-System »Die beste Messe im Bereich Additive
Group in die additive Fertigung 07 Trumpf Zukunftsbranche unverzichtbar ist«, betonte
Sascha F. Wenzler, Vice President Formnext bei
– eine innovative Plattform für das sichere und
effiziente Auspacken und Reinigen von Kunst-
Manufacturing hatte einen guten Start in die
digitale Welt«, lobte Gianluca Mattaroccia,
der Mesago Messe Frankfurt GmbH. Insgesamt stoffteilen, die im SLS-Verfahren hergestellt Engineering Fellow bei The Estee Lauder Com-
18 » MEHR STROH
22 SCHRÄG GEDACHT
präsentierten auf der Formnext Connect wurden. Das niederländische Start-up panies, die Veranstaltung. Und Marie Langer,
Foto: Mesago/Mathias Kutt
203 Aussteller 1.412 Produkte. Das intelligente, AM-Flow, übrigens auch einer der Gewinner CEO von EOS, bekundete, dass »die Mesago
UNTERMISCHEN « » Fischige Aussichten
moderne Matchmaking konnte mehr als der Formnext Start-up Challenge 2020, mit der Formnext Connect bewiesen hat, dass
»U
S-Forscher testen den 3D-Druck 450.000 Empfehlungen generieren, woraus präsentierte der internationalen Fachwelt den auch Messe digital geht«. Sie freute sich aber
von Lehmgebäuden 23.311 neue Kontakte und 4.733 Business- AM-Bagging-Service. Dieser kann hochauf gleichzeitig »auf ein persönliches Wiedersehen
Meetings hervorgingen. lösende Grafiken, Texte oder Barcodes auf in Frankfurt« im Jahr 2021, wenn die Formnext
Zur Vielzahl der Weltpremieren zählte auch Verpackungen drucken und diese automatisiert vom 16. bis 19.11.2021 in der Mainmetropole
die neue Maschine NXG XII 600 von SLM Solu- für den Versand vorbereiten. stattfindet.
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NEWS NEWS
VOLUMEN STATT SCHICHTEN HOLZBASIERTE BIOPASTE
F
Xolo GmbH, das jüngst seinen »volumetrischen« digkeit. Die Fertigung der Bauteile soll je nach orschern der Universität Freiburg und des und Essigsäure als Lösungsmittel. Das Mate-
3D-Drucker Xube vorstellte. Der beeindruckt Größe nur noch 20 Sekunden bis 5 Minuten Freiburger Materialforschungszentrums rial ist deshalb nicht nur biobasiert, sondern
gleich dreifach: mit seiner neuen Technologie, dauern. ist es jetzt gelungen, nach den Prinzipien auch zu 100 Prozent abbaubar. Die biologi-
Geschwindigkeit und Auflösung. Der Xube, der derzeit noch als Testversion des Green Engineering eine holzbasierte sche Abbaubarkeit wurde mithilfe von Pilzen
Der Xube verwendet ein Verfahren, das sich dienen soll, um neue Anwendungen auszuloten, Biopaste zu entwickeln. »Der neue Werkstoff untersucht und zeigt Ergebnisse, die mit der
Xolographie nennt. Dabei werden Bauteile nicht hat noch einen recht kleinen Bauraum von lässt sich im Direct Ink Writing zu leichten Abbaubarkeit von PLA (Polylactiden) ver-
mehr Schicht für Schicht gefertigt, sondern als 5 cm × 7 cm × 9 cm. Laut Unternehmen hat die Bauteilen verarbeiten«, erklärt Lisa-Sophie gleichbar sind.
Ganzes: In einem derzeit noch kleinen Material- Technologie aber das Potenzial, sowohl im Ebers, Doktorandin an der Universität Freiburg. Ein weiterer wirtschaftlicher Pluspunkt
tank wird durch die Kombination unterschiedli- Nano- als auch im Makrobereich eine wichtige Der neue Werkstoff Woodmimetics 3D ist, dass zum Verarbeiten des Materials nur
cher Laserquellen bestimmter Wellenlängen Rolle zu spielen. ist Gegenstand ihrer Dissertation, wobei die wenig Energie aufgewendet werden muss.
Acrylharz verfestigt. Was einfach klingt, basiert Entwicklung bionischen Ansätzen folgte. »Beim 3D-Druck verringert sich die Viskosität
auf einem ausgeklügelten Prozess: Mittels eines Der Biowerkstoff enthält ausschließlich des Werkstoffs allein durch die Scherbean-
ersten Laserstrahls werden an bestimmten holzbasierte Rohstoffe: Lignin und Hydroxy spruchung während des Prozesses. Deshalb
Stellen Moleküle aktiviert, die dann durch einen propylcellulose – ein aus der Pharma-, können wir das Material bei Raumtemperatur
zweiten Laserstrahl »photopolymerisieren« – Kosmetik- und Lebensmittelindustrie bekannter verarbeiten«, erzählt Ebers.
oder vereinfacht gesagt: An diesen Stellen Zusatzstoff (E 463) – sowie Wasser, Ethanol
I
nzwischen gibt es Dutzende verschiedene härtet das Material aus. Dabei können komplexe
additive Technologien, denen allerdings eines Strukturen wie auch unterschiedliche mechani-
gemeinsam ist: Bauteile entstehen, indem sche und optische Eigenschaften erzielt werden.
(meist schichtweise) an bestimmten Stellen Das neue Verfahren schafft laut Xolo im
Material hinzugefügt wird. Deshalb heißt die Vergleich zu bisherigen Verfahren eine wesent- LEICHTERER E-ANTRIEB ÜBERNAHME VON
Technik ja auch additive Fertigung. Einen ganz lich höhere Auflösung (max. 30 µm [x,y], 5 0 µm
neuen Ansatz verfolgt das deutsche Start-up [z]) und eine deutlich höhere Druckgeschwin- JOINT VENTURE
P T
orsche hat erstmals das komplette Vorteil der additiven Fertigung: Zahlreiche rumpf will seine Additive-Manufactu-
Gehäuse eines E-Antriebs im 3D-Druck Funktionen und Bauteile konnten integriert ring-Aktivitäten weiter stärken. Das
hergestellt. Die im SLM-Verfahren herge- werden, was den Montageaufwand erheblich Ditzinger Unternehmen befindet sich in
STARKE GLÄTTUNG UND SCHARFE KANTEN stellte Motor-Getriebe-Einheit hat alle Quali- reduziert und unmittelbare Vorteile für die »fortgeschrittenen Gesprächen« mit seinem
täts- und Belastungsprüfungen problemlos Bauteilqualität mit sich bringt. italienischen Partner Sisma S.p.A., um das
bestanden. »Damit haben wir nachgewiesen, gemeinsame Joint Venture Trumpf Sisma
D
ie Spaleck Oberflächentechnik GmbH & nehmen aus Bocholt, das über mehr als dass sich die additive Fertigung mit all ihren S.R.L. komplett zu übernehmen. Bislang hält
Co. KG hat ein neues Verfahren zum 100 Jahre Erfahrung in der Oberflächenbear- Vorteilen auch für größere und hochbelastete Trumpf 55 Prozent der Anteile. Darüber hin-
Glätten und Polieren additiv gefertigter beitung verfügt, eine Anlage entwickelt, bei Komponenten eines Elektro-Sportwagens eig- aus beabsichtigt Trumpf, die AM-Aktivitäten
Werkstücke entwickelt. Das Linear-Force- der das LFF-Verfahren zum Einsatz kommt: Die net«, sagt Falk Heilfort, Projektverantwortlicher von Sisma in der Industrie, der Zahnmedizin
Finishing-Verfahren (LFF) bewegt die Bauteile PPL300 lässt laut Hersteller einen hohen in der Antriebsvorentwicklung im Porsche-Ent- und der Medizin fortzuführen. Gleichzeitig
isoliert und hochfrequent und kann so auch Automatisierungsgrad zu und kann damit gut wicklungszentrum Weissach. mit der Veräußerung des Joint Ventures plant
komplexe Geometrien und sehr raue Oberflä- ins AM-Umfeld integriert werden. Das additiv gefertigte Leichtmetallgehäuse Sisma, sich künftig auf die Schmuck- und
chen bearbeiten. Gleichzeitig hat das Unter- Das LFF-Verfahren ist eine Antwort auf die wiegt weniger als ein konventionell gegossenes Modeindustrie zu konzentrieren und dazu im
Fotos: Spaleck Oberflächentechnik, Xolo
Besonderheiten additiv gefertigter Metallbau- Bauteil und reduziert das Gesamtgewicht 3D-Druck eine Kooperation mit Trumpf einzu-
Fotos: Universität Freiburg, Porsche
teile: Die oftmals hohen Rauheitswerte bedür- des Antriebs um etwa 10 Prozent. Durch spe Die Optimierung des E-Antriebs begann mit gehen.
fen laut Spaleck einer starken Oberflächen- sogenannten Schattenbildung führen. Dies zielle Strukturen, die erst im 3D-Druck möglich der konstruktiven Integration von Lagerstellen, Trumpf Sisma wurde im Jahr 2014 als
glättung, wobei eine Kantenverrundung wird laut Spaleck mit dem neuen Verfahren werden, erhöht sich die Steifigkeit in stark Wärmetauschern und Ölversorgung. Danach Joint Venture gegründet und hat seinen Sitz
möglichst vermieden werden soll. Zusätzlich auf ein Minimum reduziert. In umfangreichen belasteten Bereichen gleichzeitig auf das folgte die computerberechnete Definition von im norditalienischen Schio. Dort arbeiten
werden oft sehr harte Werkstoffe wie etwa Tests konnte das Unternehmen zudem nach- Doppelte – trotz einer Wandstärke von durch- Lasten und Schnittstellen und daraus resultie- rund 60 Mitarbeiter in der Entwicklung und
Titan verwendet, was sich auf die Nachbear- weisen, dass das LFF-Verfahren im Vergleich gehend nur 1,5 Millimetern. Die Wabenstruktur rend die Ermittlung der Lastpfade. Der nächste Produktion von Metall-3D-Druck-Maschinen
beitungszeit auswirkt. zu einem traditionellen Rundtrogvibrator die reduziert dabei das Schwingen der dünnen Schritt der virtuellen Entwicklungsmethodik mit der Laser-Metal-Fusion-Technologie. Die
Bei herkömmlichen Gleitschleifprozessen Bearbeitungszeit je nach Bauteil um den Fak- Gehäusewandungen und verbessert so die war die Optimierung der Lastpfade durch die Transaktion soll im ersten Quartal 2021 voll-
können komplizierte Geometrien zu einer tor 15 verkürzen kann. Akustik des gesamten Antriebs. Ein weiterer Integration sogenannter Lattice-Strukturen. zogen werden.
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DIE SCHWER
Technologischer Kern
von Relativity Space
ist der Stargate-3D-
Drucker, auf dem schon
zahlreiche großformatige
DURCHSCHAUBARE
Raketenbauteile
Text: Thomas Masuch
entstanden sind.
BOOM-BRANCHE
B
ei den Anwendern von AM ging Relativity Doch nicht nur technologisch leiten Start-
Space den konsequentesten Weg: Mit ups wie Astra, Firefly Aerospace, Rocket Lab,
seinem selbst entwickelten Stargate-3D- Virgin Orbit und andere ein neues Zeitalter hin
Drucker will das junge US-Unternehmen ganze zu einer »softwaregetriebenen Fertigung«
Raketen größtenteils additiv fertigen. Das (Relativity Space) ein. Auch von den etablierten
Unternehmen aus Kalifornien wirbt damit, mit Denkstrukturen wollen sich die millionen-
seiner 35 Meter hohen Terran 1 »die weltweit schweren Newcomer verabschieden. Dazu
erste 3D-gedruckte Rakete herzustellen – vom zählen bei Relativity Space zum Beispiel monat-
Foto Seite 08: Start einer
Falcon 9 auf der Vandenberg Rohmaterial zum Flug in 60 Tagen«. Damit hat liche »Lunch ’n’ Learn«-Meetings, wo auch
Air Force Base. Relativity Space, das 2015 von Tim Ellis und schon Gastredner wie Rick Sternbach, der für
Jordan Noone gegründet wurde und inzwi- Star Trek den Schlachtkreuzer der Klingonen
schen 230 Mitarbeiter beschäftigt, in mehreren konstruierte, oder Adam Mojo Lebowitz, VFX
Finanzierungsrunden rund 550 Mio. Euro Supervisor bei Battlestar Galactica, aufgetreten
eingesammelt und eine Bewertung von knapp sind.
Wenn es um den Bau von Raketen und Satelliten geht, ist die additive Fertigung unverzichtbar geworden: Wie nir- 2 Mrd. Euro erreicht. Damit ist es nach SpaceX Auch die etablierten Raketenbauer und
gendwo sonst kann der industrielle 3D-Druck in der Space-Industrie seine Stärken in Gewichtseinsparung und komple- (Bewertung rund 37 Mrd. Euro) das am Zulieferer haben ihre 3D-Druck-Kompetenzen
xen Designs ausspielen. Kein Wunder, dass etablierte wie auch junge Unternehmen der Branche immer stärker auf AM zweithöchsten bewertete private Raumfahrtun ausgebaut – meist in Form eines eigenen
setzen. So ist die Space-Industrie inzwischen ein wichtiger Markt für additive Dienstleister, Maschinenhersteller und ternehmen. Der Stargate-Wire-Arc-3D-Drucker, AM-Zentrums und verschiedener Technologie-
Fotos: SpaceX, Relativity Space
dessen Name an ein Videospiel angelehnt ist, partnerschaften. 3D-gedruckt werden derzeit
Anbieter von Materialien und Software. Doch der Einstieg ist nicht einfach: Die Branche ist teilweise geprägt von natio-
bei dem Maschinen andere Maschinen produ- vor allem einzelne Komponenten – in der Regel
nalen Interessen, politischen Befindlichkeiten und gut gehüteten technologischen Geheimnissen. Grund genug, einen zieren, ist laut Relativity der weltweit größte rund um das Antriebssystem und die Brenn-
genaueren Blick in diese spannende, aber oft schwer zu durchschauende Boom-Branche zu werfen. Im ersten Teil der Metalldrucker. Ein rund 3,70 mal 2,10 Meter kammer. Hier sind laut Branchenexperten die
zweiteiligen Artikelserie geht es um additive Fertigung im Raketenbau. großer Treibstofftank wurde bereits produziert. größten Kosteneinsparungen möglich. Zudem
Die Terran 1 soll Ende 2021 das erste Mal abhe- können die Produktionszeit und die Zahl der
ben und später bis zu 1,25 Tonnen Nutzlast in verwendeten Bauteile deutlich verringert wer-
die Umlaufbahn bringen. den. »Wenn ein Unternehmen wettbewerbsfä- »
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2020 Doch bis dahin sind auch technologisch per WAAM aufgetragen und an der Seite abge-
Zahl der Raketenstarts
und Startversuche, bei
2018 114 noch einige Hürden zu nehmen. Dass nicht fräst, um Flächen für die Ultraschallprüfung zu
denen mindestens eine 114 alles, was erfolgreich getestet wird, auch tat- haben. Der aufwendige Prüfprozess sorgte
Erdumlaufbahn erreicht sächlich zum Einsatz kommt, weiß auch Carl unter anderem dafür, dass die Bauteilkosten
werden sollte
Fruth nur zu genau. Auf der Formnext 2019 deutlich in die Höhe schossen und letztlich
Jahr hatte er mit seiner FIT AG der internationalen etwa das 8-Fache der Kosten der additiven
Anzahl der Starts Fachwelt erstmals den additiv gefertigten Flüs- Produktion betrugen. »In der Gesamtsumme
2014 2017 sigkeitsverteiler für das Vulcain-2-Triebwerk der war AM in dem Fall nicht mehr so viel günsti-
92 91 neuen Ariane 6 vorgestellt. Mit der im WAAM- ger.Dazu hatte man immer noch das Risiko,
Verfahren (Wire Arc Additive Manufacturing) das mit der Einführung einer neuen Technologie
2016 gefertigten Inconel-Komponente sollte die verbunden wird«, so Fruth. »Letztendlich hat
2011 85 Leistung des Triebwerks erhöht und die Ferti- man bei Ariane dann doch entschieden, es
84 2019
2013 103
gungskosten gesenkt werden. Um die hohen nicht mit AM zu machen.«
Sicherheitsanforderungen der Raumfahrt zu
81 erfüllen, hatte die FIT AG, einer der weltweit »SEHR KOMPLEXE THEMEN«
größten AM-Dienstleister, gemeinsam mit der Das Beispiel zeigt auch, wie aufwendig und
ArianeGroup ein passendes System zur Quali- langwierig die Entwicklung verbesserter Bau-
2015
2010 87
tätssicherung entwickelt. »Schließlich müssen
bei einer neuen Technologie auch die Prüftech-
teile und Komponenten für die Raumfahrt ist.
»Das sind sehr komplexe Themen, das kann
74 niken angepasst werden«, so Fruth im Gespräch man nicht in wenigen Monaten lösen«, erklärt
2012 mit dem Fon-Magazin. Bei dem Flüssigkeitsver- Carl Fruth. »Als Dienstleister muss man die
76 teiler wurde beispielsweise die 5-fache Menge Produktion umstellen, die Fertigung muss für »
3D-gedruckte Prototypen
hig bleiben will, ist AM bei der Herstellung von Musk wurden die ersten SuperDracos aus kann gleich einen Platz für einen der nächsten für die Raketenproduktion:
Antrieben ein Muss«, sagt AM-Experte Terry Inconel auf einer EOS-Anlage 3D-gedruckt. Flüge buchen. Demnach kostet beispielsweise Flüssigkeitsverteiler für
das Vulcain-2-Triebwerk
Wohlers, President Wohlers Associates. »Der So offen wie SpaceX zeigen sich nicht alle der Transport eines 830 Kilogramm schweren
der Ariane 6 (links) und
Nutzen von additiver Fertigung ist deutlich Unternehmen der Branche. Zwar sind die Satelliten in den niedrigen Orbit (LEO) Einspritzkopf (unten);
höher als die Kosten. Deshalb sehen wir, wie Social-Media-Kanäle voll von »erfolgreichen« 4,63 Mio. US-Dollar (inklusive Adapter, Triebwerk der Terran 1 von
Relativity Space (unten
diese Technologie zum Beispiel bei Aerojet Tests 3D-gedruckter Raketenkomponenten 430.000 US-Dollar teurem Trennungssystem, links)
Rocketdyne, Airbus, Boeing, NASA, Raytheon, oder Triebwerke. Doch wie viele 3D-gedruckte Betankung am Startplatz und Versicherung).1
Safran und SpaceX immer weiter Fuß fasst.« Komponenten und Bauteile letztendlich in Das entspricht einem Kilopreis von rund
Neben der Kosteneinsparung bietet der Raketen verbaut werden und wie diese gefer- 5.500 US-Dollar. Damit hat SpaceX die Fracht-
3D-Druck für Branchenexperten noch einen tigt werden, lässt sich oftmals nur vermuten. kosten innerhalb von 15 Jahren inflationsberei-
weiteren entscheidenden Vorteil. »Der Wert der »Es ist fast unmöglich, die exakten Zahlen zu nigt auf rund ein Zehntel reduziert. Im Space
Zeitersparnis in der Produktion wird einer der erfahren, denn die Unternehmen halten diese Shuttle kostete es umgerechnet sogar das
wesentlichen Faktoren sein, der Unternehmen Details unter Verschluss«, weiß Wohlers. Wie 30-Fache, ein Kilogramm in den LEO zu bringen.
in den 3D-Druck treibt«, so Eliana Fu, die als zugeknöpft ein Großteil der Space-Branche ist,
Senior Engineer mehrere Jahre für Relativity hat sich auch bei der Recherche zu diesem DYNAMIK UND HERAUSFORDERUNGEN
Space arbeitete und Ende 2020 zu Trumpf Artikel gezeigt: Zahlreiche Anfragen bei Rake- Die geringeren Frachtkosten haben auch
North America wechselte. tenherstellern oder Beratungsunternehmen dazu beigetragen, dass die Dynamik der Bran-
Illustration: feedbackmedia.de/Quelle: Wikipedia
blieben gänzlich unbeantwortet. In anderen che weiter zunimmt. Das zeigt bereits die stei-
Fotos: Relativity Space, EOS, FIT AG – Lisa Kirk
»UNTERNEHMEN TEILEN DIESE Fällen waren angeblich wegen Corona die gende Zahl der jährlichen Raketenstarts in den
DETAILS NICHT« richtigen Ansprechpartner nicht verfügbar oder Orbit: 2020 waren es schon 114 (siehe Grafik).
SpaceX nimmt beim 3D-Druck im Raketenbau die Anfragen betrafen Bereiche, die der Diese Zahl dürfte in Zukunft noch weiter stei-
schon seit Jahren eine führende Rolle ein: Geheimhaltung unterlagen, und blieben ergeb- gen, wenn die Projekte, die sich derzeit noch in
Bereits im Januar 2014 hob eine Falcon-9- nislos – übrigens mit den USA, China und der Entwicklung befinden, buchstäblich abhe-
Rakete des US-Unternehmens mit einem 3D- Europa in sämtlichen relevanten Regionen. ben. Auch Trends wie weiter fallende Trans-
gedruckten Ventilkörper in einem der neun Bei der Transparenz seiner Tätigkeiten ist portkosten, kleinere Raketen und Satelliten
Merlin-1D-Triebwerke ab. Inzwischen nutzt SpaceX dagegen ein angenehmer Außenseiter sowie Space-Tourismus werden der Branche
SpaceX bei seinem Raumschiff Dragon 2 auch der Branche: So lassen sich auf der Website weiteren Schub verleihen.
acht 3D-gedruckte SuperDraco-Triebwerke. des Unternehmens zum Beispiel direkt die
Laut einem Tweet von SpaceX-Gründer Elon Kosten für eine Fracht ausrechnen und man 1
Stand Januar 2021
formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 12 ] [ 13 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
den Kunden zertifiziert werden. Und dabei geht nehmen über eine ganze Reihe verschiedener Neben dem Flüssigkeitsverteiler hat die
es wirklich ums Eingemachte.« Als Zeiträume AM-Produktionstechnologien einschließlich ArianeGroup als Hersteller der Ariane-Raketen Herkunft der 2020
gestarteten Trägerraketen
für den Aufbau einer Partnerschaft nennt Fruth zahlreicher Messmethoden. Zudem sieht sich zahlreiche weitere AM-Entwicklungen für die
dann auch eher Jahre als Monate: »In den Firmengründer Fruth nicht nur als reiner AM Ariane 6 und künftige Raketengenerationen Andere:
ersten zwei Jahren lernt man sich kennen, Dienstleister: »Wir fertigen zertifizierte Bauteile angestoßen, zum Beispiel einen Einspritzkopf, Indien, Israel, Iran, Japan
stellt seine Leistungsfähigkeit in kleineren – dabei ist AM nur ein Bestandteil dieses hoch- der zusammen mit EOS entwickelt wurde.
Projekten unter Beweis. Echte, lukrativere komplexen Prozesses. Das bedeutet, dass wir Die Ziele von ArianeGroup sind ehrgeizig. Das
Aufträge brauchen eine Vorlaufzeit von drei bis weniger im Wettbewerb zu anderen AM-Dienst- künftige Prometheus-Triebwerk soll auch dank
vier Jahren.« Wie zeitintensiv die Entwicklung leistern stehen als zu bestehenden Lieferanten- 3D-Druck nur noch 1 Million Euro kosten und
in der Raumfahrt ist, zeigt sich auch anhand strukturen.« damit 90 Prozent weniger als das rund 10 Mil
der SuperDraco-Triebwerke vom nicht gerade lionen Euro teure Vulcain-2-Triebwerk der Ari-
als langsam bekannten Branchenprimus EUROPÄISCHE RAUMFAHRT UNTER DRUCK ane 5. Damit Prometheus wie geplant in einer
SpaceX. Bereits 2012 war die Entwicklung der Die europäische Raumfahrtindustrie hat wiederverwendbaren Nachfolgerrakete der
neuartigen Triebwerke vollendet, aber erst dagegen stark unter den Folgen von Covid-19 zu Ariane 6 in rund zehn Jahren zum Einsatz
nach einer siebenjährigen Testphase starteten leiden. Während SpaceX 2020 jeden Monat kommt, hat die Ministerratskonferenz der euro-
sie zur ersten »echten« Mission. mindestens eine Falcon 9 in die Umlaufbahn päischen Raumfahrtagentur ESA im Sommer
Dabei verfügt SpaceX wie andere namhafte schoss, wurde der Erstflug der neu entwickel- 2020 ein Projektbudget von 82 Mio. Euro bewil-
Raketenhersteller über eine eigene AM-Abtei- ten Ariane 6 von Ende 2020 auf 2022 verscho- ligt. Auch die nächsten Generationen der
lung. »Die meisten Unternehmen der Space- ben. Als offizieller Grund wurden die Auswir- Vega-Rakete sollen ab 2025 mit einer 3D-ge-
Branche nutzen Systeme, die auf dem Markt kungen von Covid-19 in der Region rund um das druckten Schubkammerbaugruppe des
verfügbar sind, wobei Software, Designpro-
gramme und Materialien variieren«, berichtet
Raumfahrtzentrum Guayana angegeben. Nicht
besser wurde die Situation dadurch, dass die
M10-Triebwerks in den Orbit fliegen.
Dies ist ein langer Weg für die additive
USA CHINA
Wohlers. »Der große Unterschied zwischen den kleinere Vega-Rakete zwei Fehlschläge bei den Fertigung in der europäischen Space-Industrie. 44 39 RUSS
LAND
einzelnen Unternehmen besteht in der Fähigkeit letzten drei Starts hinlegte. Jahrelang führend, Immerhin war bei der Ariane 5 bisher schon ein 17
und im Willen, sich ganzheitlich neue Wege im steht das europäische Unternehmen Ariane- 3D-gedrucktes Kupplungskreuz im Einsatz: Das EU
5
Denken über Design und Fertigung zu eigen zu space SA, das die Starts beider Raketen weniger als 3 mal 3 Zentimeter große Bauteil ANDERE
9
machen.« vermarktet, unter massivem Druck, gegenüber wird zwar im Wettrennen mit SpaceX nicht
Und hier kommt dann die Stärke von exter- SpaceX sowie der russischen und chinesi- entscheidend sein, »doch wir stehen kurz vor
nen Partnern wie der FIT AG ins Spiel: In der schen Konkurrenz deutlich ins Hintertreffen zu Einführung einzelner Bauteile«, erklärte Steffen
Firmenzentrale in Lupburg verfügt das Unter- geraten. Beyer, Leiter Produktionstechnologie – Werk-
stoffe & Prozesse bei ArianeGroup, auf einem werb. Dadurch fehlt auch der Druck, neue unter anderem die Entwicklung der Rakete
internationalen Fachkongress im Sommer 2019. Technologien noch stärker zu implementieren.« seiner Twin-Curve-Serie und eines wiederver-
Neben dem Laserschmelzverfahren nannte wendbaren Triebwerks voranbringen.
Beyer auch DED, LMD und Coldspray als inter- BOOM IN DEN USA UND CHINA Generell hat sich China längst zur etablier-
essante Fertigungstechnologien für die Raum- Doch während die europäische Raumfahrt- ten Raumfahrernation entwickelt und mit rund
fahrt. Dabei seien aber noch einige Herausfor- branche Ende 2020 aufgrund der Ariane-Verzö- 39 Starts im Jahr 2020 Russland überholt und
derungen zu meistern, etwa das Entfernen von gerungen die Verluste von Jobs und langjähri- mit den USA fast aufgeschlossen (siehe Grafik).
Pulver aus Kavitäten oder die Reinheit des gem Know-how befürchtete, traten junge wie Seit im Reich der Mitte 2014 private Unterneh-
Pulvers. auch etablierte Unternehmen vor allem in den men im Raumfahrtsektor zugelassen wurden,
Die Probleme bei Ariane und Vega haben USA und China aufs Gaspedal. erlebt auch diese Branche einen Boom: Die
auch den europäischen Zulieferern zugesetzt. Das chinesische Unternehmen Link Space, Zahl der Unternehmen stieg von 30 im Jahr
»Die Realität ist leider, dass für die europäi- das 2014 vom damals 21-jährigen Zhenyi Hu 2018 auf mittlerweile über 100. »Die 3D-Druck-
Illustration: feedbackmedia.de/Quelle: Wikipedia
sche Trägerindustrie auf Sicht nur der institu gegründet wurde, hat inzwischen mit seiner technologie hat sich dabei zum Rückgrat der
tionelle Markt mit rund vier bis fünf Starts pro zweistufigen und wiederverwendbaren Raketenherstellung entwickelt«, so Kitty Wang,
Jahr nachhaltig planbar ist«, stellte Hans Stei- 24 Meter hohen Rakete New Line 1 für Auf die mit ihrer Plattform 3D Science Valley seit
ninger, Vorstandsvorsitzender der MT sehen gesorgt. Einen weiteren Meilenstein der Jahren die chinesische AM-Industrie intensiv
Fotos: Relativity Space, SpaceX
Foto links: Aerospace AG, eines der größten deutschen Raumfahrt in China setzte die Beijing Inter untersucht.
Relativity Space Headquarter Zulieferer für die Luft- und Raumfahrt, im stellar Glory Space Technology Ltd. im Juli 2019,
in Long Beach mit über
Sommer 2020 angesichts der Verschiebung der als erstmals eine private Mission den Orbit
11.000 qm Produktionsfläche
Foto rechts: Ariane-6-Starts und der damit verbundenen erreichte und dort das »Double Curve One
In den Merlin-Triebwerken geringeren Produktionsvolumen fest. In der Remote Launch Vehicle« (SQX-1 Y1) aussetzte.
der Falcon9 verbaut SpaceX
bereits seit 2014 3D-ge Abhängigkeit von den ESA-Programmen sieht Mit einer im August 2020 abgeschlossenen
druckte Komponenten FIT-AG-Chef Carl Fruth allerdings einen weite- Finanzierungsrunde über 1.192,5 Mio. Yuan MEHR INFOS UNTER:
ren Nachteil: »Es herrscht kein echter Wettbe- (rund 150 Mio. Euro) will das Unternehmen » fon-mag.de
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IM INTERVIEW
Interview: Thomas Masuch
»Entscheidend ist das Know-how
bei den Kunden«
Mit seiner 100-jährigen Geschichte hat Chiron seit Generationen Erfahrung in Das additive Auftrags
schweißen bietet
der Herstellung und im Vertrieb von Bearbeitungszentren für die klassische überraschend viele
Metallzerspanung. Vor zwei Jahren wagte das Unternehmen den Schritt in die Anwendungen:
3D-gedruckte Turbine
additive Fertigung und startete die Entwicklung der ersten Anlage. Der AM mit Nachbearbeitung,
Aluminiumbronze, Brems
Cube wurde im Frühjahr 2020 erstmals vorgestellt und soll in diesem Jahr auf scheibe mit Beschich
den Markt kommen. Wir haben mit Axel Boi, Head of Additive Manufacturing tung zum Korrosions-
und Verschleißschutz (im
der Chiron Group, über den Weg dorthin, die Unterschiede und Gemeinsamkei- Uhrzeigersinn).
ten von konventioneller und additiver Fertigung, weitere Pläne und vieles mehr
gesprochen.
Herr Boi, der AM-Markt ist auf Anbieter- Druck noch nicht so viele Player, und wir haben misch. Gleichzeitig konnten und können wir auf
seite von vergleichsweise jungen Unter- interessante Wachstumszahlen. Deshalb haben die Ressourcen der Chiron Group zurückgreifen
nehmen geprägt. Größere Traditionsun- wir uns mit der Frage beschäftigt, wie ein Pro- und bedarfsgerecht hinzubuchen. Wir sind jetzt
ternehmen sind hier meist über Zukäufe dukt der Chiron Group für die AM-Branche 12 Mitarbeiter im Team, haben aber insgesamt
und Übernahmen eingestiegen. Was war aussehen könnte. rund 25 Personen, die unser Team mit ihrer
Axel Boi
Der Dipl.-Ing. für Luft- und beim klassischen Maschinenhersteller Fachkompetenz unterstützen. Damit können wir
Raumfahrt ist seit 2000 bei Chiron die Motivation, hier eine neue Und wie ging es dann weiter? viele Prozesse schneller umsetzen als üblicher-
Chiron beschäftigt und stieg
vom Gebietsverkaufsleiter
Abteilung aufzubauen und eigene Pro- weise im Unternehmen. Die Eigentümer und die
über die Positionen Key dukte zu entwickeln? BOI Der Weg war für uns relativ klar: Das Geschäftsführer stehen hinter dieser Idee und
Account Manager Fräs- Thema Pulverbett war schon sehr verbreitet, geben uns vollen Support.
und Drehmaschinen und
Key Account Manager AXEL BOI Das reicht fünf Jahre zurück: Damals der Prozess ist komplex und es gibt einige
Aerospace 2008 zum hat man mir die Aufgabe gestellt, mich mit dem Anbieter. Das Auftragsschweißen dagegen Die Chiron Group hat durch das klassi-
Geschäftsführer von Chiron
France auf. Ab 2014 leitete
Thema Metall-3D-Druck auseinanderzusetzen, erschien uns attraktiver. Der Prozess wird oft sche Zerspanungsgeschäft bereits eine
er die Produktplanung der unter dem Gesichtspunkt, ob sich daraus eine noch manuell durchgeführt und hat damit umfangreiche Kundenbasis und ein gro-
Chiron Group, bevor er 2018 Gefahr für unsere Werkzeugmaschinen und das bereits eine Akzeptanz im Markt. Wir haben ßes Netzwerk. Wie können Sie mit dem
in seine jetzige Position
als Head of Additive Businessmodell der Chiron Group ergibt. Das dann das Schweißen automatisiert und die 3D-Druck-Geschäft davon profitieren?
Manufacturing Chiron Group konnten wir relativ schnell verneinen, denn Möglichkeit zur Qualitätskontrolle hinzugefügt.
wechselte.
Metall-3D-Druck eignet sich derzeit vor allem BOI Auch beim Vertrieb können wir vom großen
für kleine und kleinste Stückzahlen. Bei Chiron Wie konnte dieser neue Geschäftsbe- Netzwerk der Chiron Group profitieren. Unsere
Fotos: Chiron Group
sind wir dagegen eher mit mittleren Stückzah- reich innerhalb der Chiron Group aufge- Verkäufer aus dem klassischen Werkzeugma-
len, komplexen Produkten und großen Serien- baut und etabliert werden? schinen-Geschäft gehen auch mit der Message
produktionen unterwegs. Aber der Markt in den Markt, dass wir uns um das Thema
erschien uns attraktiv. Im Gegensatz zu den BOI Teilweise hat das einen Start-up-Charakter 3D-Druck kümmern. Damit können wir bei e iner
Werkzeugmaschinen gibt es im Metall-3D- – wir sind ein kleines Team, schnell und dyna- Vielzahl von Kunden vorselektieren, ob es »
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Potenzial für die additive Fertigung gibt. Das nellen Maschinen als auch jetzt im AM-Be- alles on demand und am besten international hier einen leichteren Zugang, besonders lich ist. Eine Chance haben wir dort, wo wir
öffnet uns als AM-Abteilung viele Türen. Sobald reich. Der große Unterschied ist allerdings der beim Kunden vor Ort gedruckt wird. Mit diesen wenn es um konkrete Projekte geht? technisch einen Vorteil generieren können, der Chiron Group
Die Chiron Werke GmbH &
es in einem Projekt in die technischen Details physikalische Prozess, der dahinter steht. Boh- Ideen kommen häufig Kunden zu uns. Jetzt so deutlich ist, dass der Endkunde ihn bezahlt. Co. KG, aus der später die
geht, wird es vom AM-Team betreut. ren und Fräsen ist den Kunden natürlich muss man sie behutsam, aber trotzdem realis- BOI Ein klares Ja und Nein. Das Know-how ist Vieles ist machbar, aber das geht halt auch Chiron Group hervorging,
bekannt, der 3D-Druck meist nicht. tisch auf den Boden der Tatsachen zurückholen. natürlich größer, je größer das Unternehmen konventionell, und wenn ich technisch nicht wurde 1921 gegründet.
Das Unternehmen mit Sitz
Wenn wir uns den Vertrieb anschauen 3D-Druck ist ja nicht so oberflächlich oder so ist. Kleine Lohnfertiger haben den ein oder besser dastehe, dann zahlt kein Kunde mehr in Tuttlingen ist Spezialist
– wo sehen Sie Unterschiede und Für viele AM-Unternehmen ist es sicher- einfach, wie man das diskutiert. anderen Spezialisten und haben weniger Perso- Geld dafür. Entscheidend für die weitere Ent- für CNC-gesteuerte,
vertikale Fräs- und Fräs-
Gemeinsamkeiten im Vergleich von kon- lich eine der größten Herausforder nal zur Verfügung. Gleichzeitig sind die meisten wicklung ist das Know-how bei den Kunden. Je Dreh-Bearbeitungszentren
ventionellen Bearbeitungszentren und ungen, mit Kunden konkrete Projekte Obwohl Sie die additive Fertigung als Anwendungen im 3D-Druck heute Anwendun- mehr Leute sich mit dem Thema AM auseinan- sowie Turnkey-
Anlagen für die additive Fertigung? und Anwendungen zu finden, bevor vergleichsweise weniger komplex gen für kleine Stückzahlen. Das passt eher zu dersetzen, je mehr intelligente Köpfe dieses Fertigungslösungen.
Mit 2.100 Mitarbeitern
diese im nächsten Schritt gemeinsam betrachten? kleineren Unternehmen und weniger zu Konzer- Thema abklopfen, desto mehr sinnvolle und erzielte das Unternehmen
BOI In der Chiron Group verkaufen wir auf der umgesetzt werden. Wie kommen Sie an nen – besonders in der Automobilindustrie. Mit wirtschaftliche Anwendungen wird es geben. 2019 einen Umsatz von
443 Millionen Euro. Zur
einen Seite die klassische Werkzeugmaschine solche Projekte – gerade vor dem von BOI Genau, 3D-Druck muss nicht gleich die dem AM Cube arbeiten wir in der Pilotphase Chiron Group gehören die
als Produkt, bieten aber auch Projektdienstleis- Ihnen erwähnten Hintergrund, dass oft- komplette Neugestaltung und das Drucken von mit einem kleinen, mittelständischen Unterneh- Sie haben ja gerade erwähnt, dass sich Marken Chiron, Stama und
tungen mit an. Das macht bei uns einen ganz mals das Know-how noch nicht so weit dreidimensionalen Bauteilen sein. Im Prinzip ist men zusammen. Beim AM Coating arbeiten wir additive Fertigung rechnen muss, wenn Factory5 für Neumaschinen
sowie CMS für Retrofit.
relevanten Umsatzanteil aus: Etwa die Hälfte ausgeprägt ist? 3D-Druck nur das Hinzufügen von Material. mit einem großen Konzern am Thema Beschich- sie erfolgreich sein will. Wie sieht das Produkte und Lösungen
der Projekte geht über die reine Maschine Und das machen wir auch beim Beschichten tung von Bremsscheiben. Wir finden die poten- denn bei der Chiron Group aus – ab für die additive Fertigung
ergänzen das Portfolio.
hinaus. Im Bereich 3D-Druck ist dieser Anteil BOI Also, auf der einen Seite haben wir die oder in der Reparatur. Man ist überrascht, wie ziellen Kunden in allen Bereichen. wann müssen Sie einen nennenswerten
deutlich höher – hier macht das Projektge- positive Entwicklung, dass sich heute viele viele Themen und Anwendungen es hier gibt. Umsatz und vielleicht sogar schwarze
schäft fast 100 Prozent aus. Mit Kunden spre- Unternehmen mit dem Thema Metall-3D-Druck Und wo ist das Potenzial höher? Zahlen beisteuern?
chen wir hier in der Regel über technische beschäftigen. Fakt ist aber auch, dass viele Viele größere Unternehmen und Kon-
Lösungen, wobei das Produkt 3D-Drucker falsche Vorstellungen im Markt kursieren. zerne haben ihre eigenen AM-Abteilun- BOI Auch darauf gibt es eigentlich keine Ant- BOI Natürlich haben wir einen soliden Business
eigentlich nur sekundär ist. Wir verkaufen eine Da gibt es zum Beispiel noch die klassische gen aufgebaut, beschäftigen Spezialisten wort – es gibt viele kleine Lohnfertiger, die plan mit realen Zahlen, und der gilt auch
Lösung und bieten dazu die passende Hardware Geschäftsführer-Denkweise, nach der man bald und haben bereits Know-how gesam- unkompliziert eine kleine Anlage nehmen, aber unabhängig von Corona. Nur so konnten wir
an. Das haben wir sowohl bei den konventio- kein Ersatzteillager mehr braucht, weil künftig melt. Haben Sie als Technologie-Anbieter auch den Konzern, der zehn Anlagen will, mit überhaupt mit dieser Idee starten und ein Bud-
dem man aber über sehr spezifische Anforde- get dafür bekommen. Ich kann zwar keine
rungen spricht. Unterm Strich haben viele genauen Zahlen verraten, aber ich kann sagen,
kleine, unkomplizierte Kunden mindestens so dass sie ambitioniert sind und dass ich nach
viel Potenzial wie ein großer. wie vor davon überzeugt bin, dass wir sie errei-
chen werden.
Und wer ist leichter zu überzeugen?
Könnten Sie uns denn ein Gefühl für die
BOI Sagen wir es mal so: Je kleiner das Unter- Größenordnung geben, um die es bei
nehmen, desto einfacher ist es, mit den Ent- Ihnen geht?
scheidern am Tisch zu sitzen. Wenn man da die
gleiche Wellenlänge hat, kann man recht zügig BOI Wir sind jetzt im Moment in der Pilotphase
zu einem Ergebnis kommen. Beim Konzern und möchten nächstes Jahr eine realistische
mahlen die Mühlen dagegen einfach langsa- Anzahl von Anlagen verkaufen. Dazu wollen wir
mer. Hier hat man viele Themen, die man von 2021 mit unserer neuen Coating-Anlage auf den
außen nicht beeinflussen kann: Budget-Ent- Markt. Lassen Sie es mich anders formulieren:
scheidungen, politische Entscheidungen – der Bevor ich diesen Job übernommen habe, war
eine Bereich bekommt Geld, der andere nicht. ich bis 2015 zehn Jahre lang Geschäftsführer
AM Cube und AM Coating unserer französischen Niederlassung. Und den
Das erste AM-Produkt der Chiron Group ist der AM Cube,
der im Frühjahr 2020 vorgestellt wurde und Anfang 2021
Das klingt so, als sähen Sie die Chancen Umsatz, den wir dort gemacht haben, möchte
auf den Markt kommen soll. Die Anlage verarbeitet mittels für einen schnelleren Einstieg eher bei ich jetzt auch mit AM erreichen.
Laserauftragsschweißen sowohl Draht als auch Pulver und den kleinen Unternehmen. Was ist aus
eignet sich für die Beschichtung und Reparatur von Bau
teilen und für die endkonturnahe Fertigung von Halbzeugen. Ihrer Sicht ausschlaggebend, um ein Herr Boi, wir wünschen Ihnen dafür viel
Der AM Cube befindet sich derzeit in der Pilotphase und Projekt umzusetzen? Erfolg und bedanken uns herzlich für das
kommt bei der Schweizer Stellba AG bei der Reparatur von
Wasserkraftturbinen zum Einsatz. Konkrete Anwendungen
Gespräch.
sind dabei unter anderem Turbinenschaufeln, Leitbleche BOI Ja, das ist definitiv richtig, hier geht man
und Ventile. Das noch jüngere Projekt AM Coating ist eine in der Regel schneller konkrete Anwendungen
Lösung für das Beschichten von Bremsscheiben und eignet
an. Beim 3D-Druck sind wir ja noch in einem
MEHR INFOS UNTER:
sich für größere Serien. Die Unternehmensgruppe plant,
im zweiten Quartal 2021 den ersten Prototyp vorzustellen. Bereich, in dem die Anzahl der wirklich wirt- » chiron-group.com
schaftlich sinnvollen Anwendungen übersicht- » fon-mag.de
formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 18 ] [ 19 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
»IHR MÜSST MEHR
STROH UNTERMISCHEN«
Text: Thomas Masuch
Die Zementindustrie ist weltweit einer der größten Verursacher von CO2-Belastungen. Mit dem 3D-Druck wird deshalb
die Hoffnung verbunden, materialschonender und nachhaltiger zu bauen. Noch größeres nachhaltiges Potenzial liegt in
alternativen Baumaterialien: Der MIT-Forscher Sandy Curth und ein Team der University of California, Berkeley haben
sich an den alten Baustoff Lehm gewagt und in der Steppe von Colorado bereits die ersten Testgebäude 3D-gedruckt.
Doch die Herausforderungen sind groß.
D
ie örtlichen Farmer schmunzelten zwar schließlich setzten sie sich mit dieser neuen platziert. So legt sich eine Wurst aus Lehm über seiner neunstöckigen Gebäude auch als Chi-
über die unbekannte Bautechnologie, Technologie auseinander und sahen darin nicht Das Zedernholz (Bild die nächste und es entstehen die wabenförmi- cago der Wüste bekannt ist. Auch in Deutsch- Die Prototpyen in der
rechts) verbindet die durch Steppe von Colorado
denn allein mit der Bedienung waren so etwas Überflüssiges oder gar eine Bedrohung. gen Wände der runden Gebäude, die wie eine land hat ein sechsgeschossiges Lehmhaus im
einen Luftspalt getrennten verbinden traditionelle
viele Personen beschäftigt, wie man sonst auf »Das zeigt, dass sich die Technologie in die Innen- und Außenwände. Mischung aus Bienenstock und Indianerzelt hessischen Weilburg seit 1836 zahllosen lan- Lehmbaukunst mit den
der gesamten Baustelle dieser Größe hatte. richtige Richtung entwickelt. Die Leute fangen Das geschah nicht nur aus anmuten. Sandy Curth, den vor allem die Idee gen, kalten und feuchten Wintern standgehal- besonderen Möglichkeiten
ästhetischen Gründen und in des 3D-Drucks.
Doch sie gaben auch gut gemeinte Ratschläge: an, solche Maschinen als zuverlässig anzuse- Anlehnung an die traditionelle der Nachhaltigkeit antreibt, setzt dabei Res- ten. In den vergangenen Jahren hat das wach-
»Ihr müsst mehr Stroh untermischen«, meinte hen.« Lehmbauweise in Djenné, sourcen beim Material wie auch bei der Tech- sende Streben nach Nachhaltigkeit der
Mali, wo hölzerne Elemente
einer. »Wie wollt ihr das isolieren oder da ein nik möglichst schonend ein. »Nachhaltigkeit Verwendung von Lehm in der Bauindustrie in
als permanentes Gerüst für
Dach drauf setzen?«, fragte einer anderer. MÖGLICHST WENIG MATERIAL den jährlichen Neuverputz bedeutet, so wenig Material wie nötig einzuset- Europa, den USA und China neuen Schwung
Sandy Curth, der mit seinen Forscherkollegen Dabei ist die Technologie des MIT/UC- der Wände eingebettet sind, zen und mit einer möglichst reduzierten techni- verliehen. So kam zum Beispiel bei der 2019
Fotos: Sandy Curth
sondern als neuartiger Ansatz
Logman Arja, Ronald Rael und Virginia San Berkeley-Forscherteams bewusst möglichst für eine hybride Struktur, schen Ausrüstung vor Ort etwas Großes, Kom- eingeweihten Zentrale des Bio-Lebensmit-
Fratello in der Nähe von Antonito, Colorado die schlicht gehalten: Das Baumaterial (eine die die Integration von plexes und Funktionelles herzustellen.« tel-Unternehmens Alnatura Lehm in großem
Dämmstoffen ermöglichen
ersten Prototypen aus Lehm in die Steppe Mischung aus Lehm, Sand, Stroh und Wasser) Wie leistungsfähig Lehm in der Architektur Maße zum Einsatz. Wände aus Stampflehm
könnte.
Foto:
3D-druckte, freute sich über die Reaktion der wird durch einen Schlauch gepumpt und mit- ist, zeigt sich nicht nur auf der Arabischen liegen im Trend – vor allem dort, wo sie keine
Leute mit viel handwerklicher Erfahrung. Denn tels Roboterarm an die gewünschte Stelle Halbinsel im Wadi Hadramaut, das wegen tragende Rolle spielen. Die Vorteile dieses seit »formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 20 ] [ 21 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
so Curth. So konnte immer nur zwei bis drei Wetterlage und der speziellen Materialeigen- Curth mit der Entwicklung seines Lehm-3D-
Die Forschungsarbeiten
mit dem Baustoff Lehm Stunden am Stück gedruckt werden. Dann schaften die passenden 3D-Druckparameter Drucks noch ganz andere Anwendungen im
umfassen auch die begann das Warten. Oder der Umzug: Während berechnet. Diese soll künftig nicht nur für Blick: »Der 3D-Druck von Lehmmaterialien und
Erprobung gestalterischer
Strukturen.
ein Objekt trocknete, zogen die MIT-Forscher Lehmkonstruktionen, sondern auch für Beton die entsprechenden Pläne und Methoden sind
mit ihrem Lehm-3D-Drucker zum nächsten geeignet sein und dem 3D-Druck in der Bran- wohl die überzeugendste Blaupause für den
»Gebäude« und machten dort weiter. »Wir che einen zusätzlichen Schub geben. »Durch 3D-Druck von Gebäuden im Weltraum.«
druckten an drei bis vier Stellen gleichzeitig die Verbesserung der Software wird diese
und erzielten so nach und nach einen kontinu- Technologie für vielfältige Anwendungen in der
ierlichen Workflow auf der Baustelle.« Bauindustrie nutzbar sein.«
Aufgrund der vielen nicht vorhersagbaren Bei der Entwicklung der Software arbeitet
Einflüsse scheint eine professionelle Anwen- Curth mit verschiedenen Zement-Herstellern
dung, die ja auch eine Zertifizierung ein- zusammen. Auch wenn das den nachhaltigen
schließt, auf den ersten Blick ein Ding der Ansatz etwas eintrübt, »können wir so vieles,
Unmöglichkeit. Doch Sandy Curth ist da zuver- was wir mit Lehm machen wollen, bereits
sichtlich: Um die zahlreichen Variablen unter validieren. Und außerdem sorgt auch bei Beton
Kontrolle zu bringen, entwickelt er eine Soft- jede Materialeinsparung dafür, dass weniger MEHR INFOS UNTER:
ware, die zum Beispiel anhand der aktuellen CO2 ausgestoßen wird.« Darüber hinaus hat » fon-mag.de
Jahrhunderten verwendeten Baustoffs gegen- verfügbar sein sollte, um lange Transportwege
über Zement sind enorm: Das Material ist zu vermeiden. Neben diesen regionalen Beson-
schadstofffrei, in der Herstellung klimaneutral, derheiten spielt auch die natürliche Umgebung
es sorgt für ein gesünderes Raumklima und inklusive Sonne und Wind eine große Rolle –
beeindruckt auch optisch durch seine natürli- schließlich muss der Lehm trocknen, bevor er
che Struktur. Für die USA sieht Sandy Curth im weitere Schichten tragen kann. »Und wir
Lehm sogar einen »extrem stark wachsenden drucken ja ein einer Umgebung in 3D, die einer
Markt«. echten Baustelle ähnelt: Wir sind draußen,
das Wetter wechselt und die Ausrüstung wird
KEIN LABOR ziemlich in Anspruch genommen. Das ist eben
Doch die Verarbeitung mittels 3D-Druck kein Labor.«
stellt hohe Hürden auf: Im Gegensatz zum Ein weiterer ungewöhnlicher Faktor ist die
industriellen 3D-Druck von Metall, bei dem der Zeit: Während es sehr schnell aushärtenden
Prozess in einer möglichst klinisch-konstanten Beton gibt, erfordert der 3D-Druck von Lehm Die Forschungsergebnisse
können vielleicht einmal
Umgebung abläuft, lassen sich beim 3D-Druck Geduld. »Beton hat eine genau definierte Zeit, beim 3D-Druck von
von Lehm viele Variablen kaum vorherbestim- die er zum Aushärten braucht. Beim Lehm Gebäuden im Weltall helfen.
men. Das beginnt beim Material, das vor Ort dagegen müssen wir das Trocknen berechnen«,formnext magazin · Ausgabe 01/2021 [ 22 ] [ 23 ] formnext magazin · Ausgabe 01/2021
SCHRÄG GEDACHT AM4U – LESEN, SEHEN UND VERSTEHEN SIE
ADDITIVE MANUFACTURING
Text: Thomas Masuch
Formnext.TV
Einblicke hinter sonst verschlossene Türen, Technologien,
die die industrielle Produktion revolutionieren, Expertentalks
und Interviews. Die AM-Branche in unterhaltsamen Bewegt-
bildern.
Zum Sender: Formnext.TV
AM Field Guide
Der AM Field Guide wurde zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Fon-Mag.de
Steffen Ritter von der Technischen Hochschule Reutlingen
konzipiert und liefert nun auch digital grundlegendes Noch mehr Fon Mag gefällig?
Fischige
Verständnis für die einzelnen Verfahrensprinzipien und Die digitale Version des Formnext Magazins bietet neben der
W
enn es um Nachwuchskräfte und Doch die Scheu vor dem beruflichen Risiko Materialien der AM-Produktion. gedruckten Ausgabe ganzjährig aktuelle Berichte aus der
Berufseinsteiger geht, ist ja mittler- könnte bald schwinden – und das liegt mögli- AM-Community.
Aussichten
weile von »Talenten« die Rede – cherweise an einem Stoff, der sich in Meeren, Zur Theorie:
wobei das Wort ja ursprünglich auf eine Flüssen und Böden ausbreitet und immer wei-
Gewichtseinheit in der Antike zurückgeht und ter in unsere Nahrungskette vordringt: Mikro- formnext.com/amfieldguide Weiterlesen: Fon-Mag.de
später bei den Römern als Währungseinheit plastik. Bei Fischen konnten Forscher schon
fungierte. Später entstand die Formulierung, eine Verhaltensänderung feststellen. Laut einer
dass eine Person Talent hat, was implizierte, Studie der australischen James-Cook-Universi-
dass man ihr eine gewisse Form von Wert tät zeigten junge Riffbarsche, die mit ihrer
zumaß, sozusagen ein innerer Schatz, den es zu
heben gilt.
Nahrung auch 0,2 mm kleine Polystyrol-Partikel
verspeist hatten, eine deutlich höhere Bereit-
@ KONTAKT:
» Hotline: +49 711 61946-810
SAVE THE DATE 2022:
» 15. – 18.11.2022
Auch wenn es aus Sicht der AM-Welt schaft, Risiken bei der Nahrungssuche auf sich » formnext@mesago.com
» 16. – 19.11.2021
schwer vorstellbar ist, wollen junge Menschen zu nehmen. Die Erklärung dafür ist so simpel
von den mehr oder weniger vorhandenen Talen- wie einleuchtend: Die Mägen waren voll, doch » Messe Frankfurt
ten zumindest in beruflicher Hinsicht immer die Fische blieben hungrig. » Weitere Infos unter formnext.de
spärlicher Gebrauch machen. Das ergab eine Ob diese spezielle Diät eine nachhaltige
Studie von EY, zu der im Oktober 2020 mehr als Methode sein wird, die Gründungsmentalität
2.000 Studierende in Deutschland befragt und Risikobereitschaft junger Menschen zu
wurden. Ganz oben auf der persönlichen fördern, darf allerdings bezweifelt werden. Den
Wunschliste für eine künftige Beschäftigung jungen Riffbarschen bekam das Plastik-Menü
IMPRESSUM fon | formnext magazin Ausgabe 01 / 2021
Illustration: feedbackmedia.de, iStock / SuslO
stehen Jobsicherheit (67 %), Gehalt (55 %) und nämlich gar nicht: 72 Stunden nachdem sie im HERAUSGEBER
Vereinbarkeit von Familie und Beruf (39 %). Great Barrier Reef ausgesetzt worden waren,
Deutlich weniger wichtig sind Aufstiegschan- hatten Raubfische ausnahmslos alle verspeist. REDAKTION
cen (33 %), flache Hierarchien (22 %) oder die Mesago Messe Frankfurt GmbH ZIKOMM – Thomas Masuch ADVERTISING
Rotebühlstraße 83 – 85 thomas.masuch@zikomm.de zikomm publishing UG
Innovationskraft des Unternehmens (16 %). 70178 Stuttgart advertising@zikomm.de
Kein Wunder, dass immer mehr junge und Tel. + 49 711 61946-0 GESTALTUNG Telefon: +49 2332 95383-35
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