EDAG INSIGHTS 1/14 GeNeraTIve FerTIGuNG eDaG GeNeSIS EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG

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  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 1

    EDAG INSIGHTS 1/14

    GeNeraTIve FerTIGuNG eDaG GeNeSIS

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 2

    Visionärer Ausblick auf die mögliche nächste industrielle revolution

    in der automobilen entwicklung und Fertigung. vom Prototypen über

    die Kleinserien bis hin zur Serie in der automobilindustrie.

    Sichtweisen von EDAG und Experten.

    eDaG INSIGHTS GeNeraTIve FerTIGuNG

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 3

    eDaG INSIGHTS INHaLTSverZeICHNIS

    4 Die 3D-Druck-Revolution hat begonnen

    5 Generative Fertigung macht‘s möglich:

    Die Natur als Vorbild kompromisslos umsetzen

    8 Unsere These:

    Die Generative Fertigung ist reif

    für den nächsten Schritt

    10 Übersicht:

    Generative Fertigungsverfahren

    12 Technologienbewertung

    und Roadmap

    13 Die EDAG Roadmap:

    Die Evolution der Generativen Fertigung

    im Verlauf der nächsten Jahrzehnte

    14 Generative Fertigung:

    Der Impact auf die automobile Produktion

    17 EDAG Demonstrator:

    Laseradditive Fertigung von ultraleichten,

    multifunktionalen Bauteilen am Beispiel Leistungselektronik

    18 Ausblick mit EDAG:

    Was wir Ihnen anbieten möchten

    19 Impressum

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 4

    DIe 3D-DruCK-revoLuTIoN HaT beGoNNeN.

    DIE GENERATIVE FERTIGUNG

    Der Begriff des „3D-Druckens“ ist in aller Munde.

    In der Automobilindustrie, der Luftfahrt oder der

    Medizintechnik kommt generative Fertigung bzw.

    additive Manufacturing schon seit längerem

    zum Einsatz. Vor allem kleine Ersatzteile und

    Prototypen lassen sich schnell und werkzeuglos

    herstellen.

    Trotz der Vielzahl von denkbaren Verfahren am

    Markt ist das gemeinsame Prinzip, dass das Ma-

    terial schichtweise und werkzeuglos aufgebaut

    wird und als Eingangsdaten lediglich ein 3D-Da-

    tenmodell vorliegen muss. Diese Vorgehensweise

    räumt der Entwicklung und dem Design große

    Freiheiten ein, die zuvor durch die in der Produk-

    tion vorhandenen Einschränkungen aufgrund

    der klassischen ur- und umformenden sowie zer-

    spanenden Fertigungsverfahren (nach DIN 8580)

    nicht erschließbar waren.

    Die Generative Fertigung bzw. das additive

    Manufacturing ermöglicht daher völlig neue

    Lösungswege im Sinne des funktionsorientierten

    Leichtbau:

    • erhebliche Steigerung der Materialeffizienz

    und ressourceneffizienz

    • erhebliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit

    in komplexen Produkten

    • erhebliche verringerung der belastung

    der umwelt

    Nachdem Konsumentendrucker für 1.000 euro den Markt erobern, werden nun industrielle anwendun-

    gen folgen. Generative Fertigungsverfahren bzw. additive Manufacturing werden das rapid Prototyping

    verlassen und die klassischen Fertigungsverfahren um eine neue Dimension erweitern und den Weg

    in den Leichtbau 2.0 mit bestimmen. Der Transfer von erfolgreichen Technologien aus (noch) automo-

    bilfremden Industrien führt zu neuen Partnerschaften innerhalb der Wertschöpfungskette und zu Produkt-

    innovationen, die europäischen Standorten hinsichtlich einer Technologieführerschaft gerecht werden.

    Mini-Fabrik für den Hausgebrauch: Mit einem 3D-Drucker lässt sich praktisch jeder denkbare Gegenstand herstellen - vorausgesetzt, das Gerät wird mit einer passenden vorlage gefüttert. (Foto: DPa)

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 5

    GeNeraTIve FerTIGuNG MaCHT’S MöGLICH: NaTur aLS vorbILD KoMProMISSLoS uMSeTZeN!

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 6

    EDAG gab mit seinem Exponat „EDAG Gene-

    sis“ vom Genfer Automobilsalon 2014 einen

    visionären Ausblick auf die mögliche nächs-

    te industrielle Revolution in der automobi-

    len Entwicklung und Fertigung. Ein Bauteil

    – Ein Modul – Eine Karosserie – Eine Vision.

    Unser Exponat „EDAG GENESIS“ versteht sich

    als Symbol für die neuen Freiheiten und Heraus-

    forderungen, die sich den Designern und Inge-

    nieuren in der Entwicklung und der Produktion

    durch generative Fertigungsverfahren bieten.

    Durch generative Fertigung wird es möglich,

    den Bauprinzipien und Strategien der Natur

    einen großen Schritt näher zu kommen. Alles

    zweckorientiert und evolutionär zu optimierten

    Strukturen entwickelt, von denen der Mensch

    lernen kann. Und das werkzeuglos, ressourcen-

    schonend und ökologisch.

    „EDAG GENESIS“ basiert auf den bionischen

    Mustern einer Schildkröte, deren Panzer Schutz

    und Dämpfung liefert und mit dem Skelett

    vereint ist. Der Panzer ähnelt einem Sandwich-

    bauteil mit innen liegenden, feinsten Knochen-

    strukturen, die die Festigkeit und die Versteifung

    der Schalen liefern. Dieser Ansatz spiegelt sich

    im Exponat wider.

    GeNeraTIve FerTIGuNG MaCHT’S MöGLICH: NaTur aLS vorbILD KoMProMISSLoS uMSeTZeN!

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 7

    Das Skelett im „EDAG GENESIS“ ist eher eine

    Metapher, dient hier nicht dem Bewegungsap-

    parat, sondern in diesem Fall dem zusätzlichen

    Insassenschutz. Der Skelettrahmen erinnert an

    natürlich gewachsene Knochengerüste, die in

    Form und Anordnung eines deutlich hervorhe-

    ben sollen: Diese organischen Strukturen kann

    man mit konventionellen Werkzeugen nicht

    herstellen!

    Hatte die Schildkröte Millionen Jahre Zeit, sich

    ihrem Zweck entsprechend zu entwickeln und

    z.B. den „Insassenschutz“ zu perfektionieren,

    sind wir Menschen erst gedanklich am Anfang

    eines möglichen Paradigmenwechsels. Die tradi-

    tionellen Konstruktionsregeln mit fertigungsbe-

    dingten Restriktionen werden beim generativen

    Fertigen nur noch eine geringere Rolle spielen

    und die bewährten Bauweise der Natur können

    zukünftig auch in einer echten Serienproduktion

    umgesetzt werden, anders als es bisher denkbar

    gewesen ist.

    Jetzt sind wir dran!

    Denn die generative Fertigung erlaubt eine

    belastungsgerechte, multifunktionale und

    bionische Bauteilgestaltung bei optimierten

    Wandstärken und herausragenden Materialei-

    genschaften. Direkt aus den Datenmodellen wird

    eine werkzeuglose und extrem flexible Fertigung

    ermöglicht Anwendungsgerecht entwickelte

    schweißbare Metalle und Kunststoffe sowie

    Keramik werden den Weg für Zukunftsanwen-

    dungen ebnen.

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 8

    uNSere THeSe: DIe GeNeraTIve FerTIGuNG IST reIF Für DeN NäCHSTeN SCHrITT

  • EDAG INSIGHTS 1/14 - GENERATIVE FERTIGUNG / EDAG GENESIS 9

    uNSere THeSe: DIe GeNeraTIve FerTIGuNG IST reIF Für DeN NäCHSTeN SCHrITT

    Mitgestalter des Workshops waren Prof. Dr.-Ing.

    Claus Emmelmann (Laser Zentrum Nord, Ham-

    burg), Prof. Dr.-Ing. Jens Günster (BAM Bundes-

    anstalt für Materialprüfung, Berlin), Dr.-Ing. Eric

    Klemp, Herr Stefan Peter (DMRC Direct Manu-

    facturing Research Center, Paderborn). Steve

    Rommel und Herr Andreas Fischer (Fraunhofer

    IPA) haben EDAG in indirekter Weise unterstüt-

    zen können. Ein besonderer Dank gilt an dieser

    Stelle allen diesen Personen, die zusammen mit

    den EDAG Kollegen im konstruktiven Dialog und

    im intensiven Know-how Austausch einen we-

    sentlichen Beitrag geleistet haben.

    Dieser Workshop zwischen dem EDAG Team

    und führenden Köpfen auf dem Gebiet der Ge-

    nerativen Fertigung trug dazu bei, besonders

    aussichtsreiche Verfahren aus dem breiten Port-

    folio von Möglichkeiten auszuwählen, relevante

    Einflussfaktoren zu benennen, Boosterpotenziale

    zu identifizieren und Technologieauswirkung

    zu formulieren. Als Ergebnis wurden 16 Thesen

    formuliert, welche u.a. auch in dieses EDAG

    INSIGHTS eingeflossen sind. Die Roadmap wurde

    von EDAG Entwicklungs-, Design-, Leichtbau-

    und Produktionsspezialisten anschließend final

    ausgearbeitet und als Ausblick auf die Zukunft

    der generativen Fertigung dokumentiert.

    Im Rahmen dieses Think-tanks wurde sehr

    schnell klar, dass die Generativen Fertigungsver-

    fahren, wesentlich mehr Potenziale bieten, als

    die heutige Beschränkung auf den Bereich Rapid

    Prototyping oder des 3D-Drucks.

    Wir rechnen damit, dass die Generativen Ferti-

    gungsverfahren reif für einen nächsten Schritt

    sind und die klassischen Fertigungsverfahren und

    konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten revo-

    lutionär erweitern. Grund für diese Annahme

    sind die jüngsten Fortschritte in der Entwicklung,

    welche es ermöglichen mit diesen Verfahren sehr

    komplexe und hocheffiziente Strukturen darzu-

    stellen, die weit über dies hinausgehend auch