Laseradditive Fertigung ebnet
den Weg zu Industrie 4.0

Das Innovationspotenzial ist groß. Die Digitalisierung erschließt auch neue Märkte, betont Dr. Volker Schmidt, Hauptgeschäftsführer von Niedersachsenmetall und Vorsitzender des Industriebeirats des Laser Zentrums Hannover (LZH). Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen optische Komponenten und Systeme, optische Produktionstechnologien und biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Lösungen in verschiedenen Bereichen: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. Das LZH schafft einen Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.

Mit dem Laserauftragschweißen lassen sich komplexe Strukturen in kurzer Zeit erzeugen oder reparieren, erläutert Dr.-Ing. Jörg Hermsdorf vom LZH. So lassen sich mobile Reparatursysteme für Bauteile entwickeln, die nicht demontiert werden können. Die Antriebswelle einer Seiltrommel lässt sich beispielsweise mobil per Laserpulverauftragschweißen instandsetzen, berichtet Dr.-Ing. Florian Wagner von der Gall & Seitz Systems GmbH. Das automatisierte Laserauftragschweißen hat auch prozesstechnische Vorteile, erläutert Mitja Schimek von der Eifeler Lasertechnik GmbH: Dazu gehören geringe Wärmeeinbringung, hohe Genauigkeit und eine große Auswahl an geeigneten Werkstoffen.

Für höchste Oberflächengüten

Das selektive Laserstrahlschmelzen (Selective Laser Melting, SLM) kann in der Mikro- und Makrobearbeitung beste Oberflächengüten erzeugen, sagt LZH-Abteilungsleiter Dr.-Ing. Stefan Kaierle. Bastian Lippert vom Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) ergänzt, dass mit neuartigen 3D-Konstruktionsmodellen für SLM Gewichtseinsparungen bis zu 40 Prozent erzielbar sind.

Markt für 3D-Druck wächst weiter

„Der Markt für industrielle Lösungen zur additiven Fertigung ist in den vergangenen drei Jahren um jeweils 40 Prozent gewachsen“, berichtet Frank Nachtigall von der Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH & Co. KG, „und auch für die kommenden Jahre erwarten wir ein starkes Wachstum.“ Ein neues Konstruktionsverständnis fordert Prof. Roland Lachmayer vom Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG): „Wenn ich ein Bauteil fertiggestellt habe und erst dann frage, ob ich dieses auch additiv fertigen kann, habe ich bereits 90 Prozent der Chancen vertan.“

Big Data liefert Absatzprognosen

Wie die digitale Fabrikplanung zukünftig aussehen kann, zeigt Dr.-Ing. Malte Stonis vom Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH): „Ein Netzwerk aus digitalen Modellen, Methoden und Werkzeugen bildet die Grundlage für eine selbstorganisierte Produktion, die sich je nach Auftragslage automatisch umstrukturiert.“ Die Auftragsprognose berechnet ein Algorithmus auf Basis von Suchmaschinendaten.

Ohne Fachkräfte keine Innovation

Technische Weiterentwicklung und Marktwachstum setzen ausreichend qualifizierte Fachkräfte voraus. Weltweit zögert fast ein Drittel der Unternehmen, die 3D-Druck einsetzen könnten, da ihnen nach eigener Einschätzung die Expertise fehlt. Um diesen Bedarf zu decken, bietet die LZH Laser Akademie gemeinsam mit der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Hannover als bundesweit erste Einrichtung eine vom Deutschen Verband für Schweißen und verwandte Verfahren (DVS) zertifizierte Weiterbildung zur „Fachkraft für additive Fertigungsverfahren“ an.

Lasertechnologie als Schlüssel

Additive Verfahren in Kombination mit der Lasertechnik bilden die optimale Grundlage für die Verbindung innovativer Fertigungstechnologien mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik. „Als industrienahes Forschungsinstitut werden wir laseradditive Verfahren aktiv weiterentwickeln um die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen in Niedersachsen und darüber hinaus zu stärken“, fasst Dr. Dietmar Kracht, geschäftsführender Vorstand des LZH, zusammen.

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