Laseradditive Fertigung ebnet den Weg zur Industrie 4.0

Additive Fertigung mit dem Laser
Bereits zum dritten Mal luden am 09. November 2016 das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und NiedersachsenMetall kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) zum Innovationstag Lasertechnik in das LZH ein. Etwa 100 Gäste informierten sich dort über den Stand der Technik sowie Anwendungs- und Marktpotenziale rund um das Fokusthema „Additive Fertigung mit dem Laser“.

„Sind wir bereit für die Umsetzung von Industrie 4.0?“, fragte Dr. Volker Schmidt, Hauptgeschäftsführer von NiedersachsenMetall und Vorsitzender des Industriebeirats des LZH, die Teilnehmer zum Auftakt. Mit Blick auf Innovationspotenziale und neue Märkte betonte er die immense Bedeutung der Digitalisierung. „Wie sieht die Zukunft der Arbeit im Zeitalter der Digitalisierung aus?“, eröffnete auch Ingelore Hering vom Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr ihr Grußwort mit einer Frage. „Zukunftsfähige Antworten hierauf können die Akteure nur gemeinsam finden. Zum Beispiel hier und heute.“

Makro-Bauteile flexibel generieren und reparieren
Dr.-Ing. Jörg Hermsdorf vom LZH zeigte anschließend, wie sich mit dem Laserauftragschweißen komplexe Strukturen in kurzer Zeit erzeugen oder reparieren lassen. Mit mobilen Reparatursystemen für Bauteile, die nicht demontiert werden können, beeindruckte dann Dr.-Ing. Florian Wagner von der Gall & Seitz Systems GmbH. So lässt sich beispielsweise die Antriebswelle einer Seiltrommel mobil per Laser-Pulver-Auftragschweißen instand setzen. Die prozesstechnischen Vorteile des automatisierten Laserauftragschweißens erläuterte Mitja Schimek von der eifeler Lasertechnik GmbH: geringe Wärmeeinbringung, hohe Genauigkeit und eine große Auswahl an geeigneten Werkstoffen.

Additive Fertigung für höchste Oberflächengüten
Zum Selektiven Laserstrahlschmelzen (engl. Selective Laser Melting, SLM®) berichtete LZH-Abteilungsleiter Dr.-Ing. Stefan Kaierle unter anderem, wie dieses Verfahren in der Mikro- und Makrobearbeitung beste Oberflächengüten erzeugt. Bastian Lippert vom Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) ergänzte, dass mit neuartigen 3D-Konstruktionsmodellen für SLM zudem Gewichtseinsparungen von bis zu 40 % erzielbar sind.

Markt für 3D-Druck wächst weiter
„Der Markt für industrielle Lösungen zur additiven Fertigung ist in den letzten drei Jahren um jeweils 40 % gewachsen“, so Frank Nachtigall von der TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH & Co. KG zur Marktentwicklung. „Und auch für die kommenden Jahre erwarten wir ein starkes Wachstum“.  Für Prof. Roland Lachmayer vom Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) steht fest: „Wenn ich ein Bauteil fertiggestellt habe und erst dann frage, ob ich dieses auch additiv fertigen kann, habe ich bereits 90 % der Chancen vertan.“

Big Data liefert Absatzprognosen für die digitale Fabrik
Wie die digitale Fabrikplanung zukünftig aussehen könnte, zeigte 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 dabei ein Algorithmus auf Basis von Suchmaschinendaten.“
Keine Innovation ohne Fachkräfte
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 GmbH seit Kurzem gemeinsam mit der Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt Hannover (SLV) als bundesweit erste Einrichtung eine vom DVS (Deutschen Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.) zertifizierte Weiterbildung zur „Fachkraft für additive Fertigungsverfahren“ an.

Lasertechnologie als Schlüssel zur Industrie 4.0
„Additive Verfahren in Kombination mit der Lasertechnik bilden eine optimale Grundlage für die Verbindung innovativer Fertigungstechnologien mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik“, fasst Dr. Dietmar Kracht, geschäftsführender Vorstand des LZH, abschließend zusammen. „Als industrienahes Forschungsinstitut werden wir laseradditive Verfahren aktiv weiterentwickeln um die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen in Niedersachsen und darüber hinaus zu stärken“.

Über Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen über 170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am 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 Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 17 Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.

Weitere Informationen
Laser Zentrum Hannover e.V.
Dr. Nadine Tinne
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