Industrie und Digitalisierung
21.01.2016, 15:26 Uhr
Additive Manufacturing – ein Beitrag der Empa zur «Industrie 4.0»
Ein wesentlicher Baustein zur Verwirklichung von «Industrie 4.0» sind Maschinen, die Bauteile schneller, flexibler und präziser fertigen können als bisher. Die EMPA macht sich dazu auch Gedanken.
Eines der Hauptthemen am derzeitigen World Economic Forum (WEF) in Davos ist die «Umwandlung der Industrie durch Digitalisierung». Die nächste industrielle Revolution steht also vor der Tür. Sie nennt sich «Industrie 4.0» und soll die Produktionsmethoden in den Industrieländern tiefgreifend verändern. «Industrie 4.0» wird nach Einschätzung von Experten die Verschmelzung von virtuellen Daten mit realen Produktionsmaschinen sein. In einer so entstehenden «intelligenten Fabrik» rücken Kunde und Lieferant näher zusammen: Produktionsaufträge werden vom Kunden direkt an die Maschine geschickt, die Produktionsdaten in Echtzeit an den Vertriebspartner übermittelt. Die Produktion wird schlanker und schneller.
Additive Manufacturing – 3-D-Druck in Metall
Ein wesentlicher Baustein zur Verwirklichung von «Industrie 4.0» sind Maschinen, die Bauteile schneller, flexibler und präziser fertigen können als bisher. Weniger Prototypenbau, weniger Gusswerkzeuge, weniger Nachbearbeitung. Aus Daten müssen in Zukunft schneller Bauteile und Produkte werden.
Eine Vorstellung von dieser Art Produktion liefern 3-D-Drucker. Die ersten dieser Apparate wurden in den 1980er-Jahren erfunden; heute gibt es bereits Hobbygeräte für unter 700 Franken zu kaufen. Doch bislang produzierten 3-D-Drucker meist Objekte aus Kunststoff. Entsprechend begrenzt sind die mechanischen Eigenschaften und die Temperaturstabilität dieser Objekte, weshalb sie überwiegend zu Anschauungszwecken, also als Modelle verwendet werden. Deshalb wird der 3-D-Druck oft mit dem Synonym «Rapid Prototyping» umschrieben.
Für die nächste industrielle Revolution muss die Technik des 3-D-Drucks einen Schritt weiter gehen: vom Rapid Prototyping zum «Advanced Manufacturing», dem Herstellen von dauerhaften, funktionellen Bauteilen mit definierten mechanischen und thermischen Eigenschaften: Produkte aus Metallen oder Keramiken.
Die Empa arbeitet mit drei Forschungsgruppen an diesem Thema. Eine Gruppe untersucht die optimierte Anwendung von Lasern; eine erforscht neuartige Legierungen, die mit dieser Technologie erstmals greifbar werden. Eine weitere Abteilung nutzt Additive Manufacturing zum Bau neuer geometrischer Formen, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden bisher nicht möglich waren.
Additive Manufacturing – 3-D-Druck in Metall
Ein wesentlicher Baustein zur Verwirklichung von «Industrie 4.0» sind Maschinen, die Bauteile schneller, flexibler und präziser fertigen können als bisher. Weniger Prototypenbau, weniger Gusswerkzeuge, weniger Nachbearbeitung. Aus Daten müssen in Zukunft schneller Bauteile und Produkte werden.
Eine Vorstellung von dieser Art Produktion liefern 3-D-Drucker. Die ersten dieser Apparate wurden in den 1980er-Jahren erfunden; heute gibt es bereits Hobbygeräte für unter 700 Franken zu kaufen. Doch bislang produzierten 3-D-Drucker meist Objekte aus Kunststoff. Entsprechend begrenzt sind die mechanischen Eigenschaften und die Temperaturstabilität dieser Objekte, weshalb sie überwiegend zu Anschauungszwecken, also als Modelle verwendet werden. Deshalb wird der 3-D-Druck oft mit dem Synonym «Rapid Prototyping» umschrieben.
Für die nächste industrielle Revolution muss die Technik des 3-D-Drucks einen Schritt weiter gehen: vom Rapid Prototyping zum «Advanced Manufacturing», dem Herstellen von dauerhaften, funktionellen Bauteilen mit definierten mechanischen und thermischen Eigenschaften: Produkte aus Metallen oder Keramiken.
Die Empa arbeitet mit drei Forschungsgruppen an diesem Thema. Eine Gruppe untersucht die optimierte Anwendung von Lasern; eine erforscht neuartige Legierungen, die mit dieser Technologie erstmals greifbar werden. Eine weitere Abteilung nutzt Additive Manufacturing zum Bau neuer geometrischer Formen, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden bisher nicht möglich waren.
