Die Universität Siegen hat ein neues Labor für 3D-Druck von Metallen am Campus Paul-Bonatz-Straße eröffnet. Dieses Labor ist mit innovativer Technik ausgestattet und spielt eine entscheidende Rolle in der zukünftigen Industrieproduktion.
Das Labor ist mit zwei hochmodernen Verfahren ausgestattet: dem pulverbettbasierten Laserschmelzen und dem Laserauftragschweißen. Laut uni-siegen.de eignet sich das pulverbettbasierte Laserschmelzen hervorragend für die Entwicklung komplexer Werkzeuge. Dabei werden Bauteile durch selektives Laserstrahlschmelzen hergestellt, was hohe Detailauflösungen ermöglicht. Eine dünne Schicht des Pulverwerkstoffs wird in einer Schichtdicke von 10 bis 200 µm auf die Bauplatte aufgetragen und durch einen gerichteten Laserstrahl selektiv geschmolzen. Dieser Prozess wird wiederholt, bis die gewünschte Bauteilform erreicht ist. Fraunhofer IPT beschreibt, dass trotz der hohen Detailauflösung das Verfahren vergleichsweise langsam und teuer ist, aber Möglichkeit zur Optimierung für die industrielle Serienreife bietet.
Technische Ausstattung und Investition
Die technische Ausstattung des neuen Labors hat insgesamt 1,6 Millionen Euro gekostet. Die Finanzierung wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die EU sichergestellt. Neben der neuesten Maschineninstallationen umfasst die Sicherheitsausstattung des Labors eine Filteranlage für gefährliche Materialien sowie ein neues Gaslager. Eine zusätzliche Software zur 3D-Maschinensimulation optimiert die Prozesse weiter und unterstützt die Forschung.
Das Labor ist an der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität Siegen angesiedelt. Verantwortliche Lehrstühle sind der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Montage (FAMS) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Martin Manns, der Lehrstuhl für Produktentwicklung (PE) von Prof. Dr.-Ing. Tamara Reinicke, der Lehrstuhl für Materialkunde und Werkstoffprüfung (LMW) von Prof. Dr.-Ing. Axel von Hehl sowie der Lehrstuhl für Umformtechnik (UTS) von Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel.
Nachhaltigkeit und Zukunftsperspektiven
Die Möglichkeiten der additiven Fertigung sind vielfältig und reichen von der Nutzung recycelter Metallwerkstoffe zur Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, bis hin zur Integration intelligenter Sensoren in Werkzeuge. Zudem werden neue Konzepte für die E-Auto-Industrie entwickelt. Das Labor fördert aktiv den Wissenstransfer zwischen Hochschule und Industrie und soll Ingenieurinnen und Ingenieure in die Region holen sowie Arbeitsplätze sichern.
Insgesamt wird deutlich, dass sich die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, seit ihrer Etablierung in Deutschland in den 1980er-Jahren stark weiterentwickelt hat. Wichtigste Anwendungsgebiete sind unter anderem die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik. Der Markt für 3D-Druck ist heute weltweit auf schätzungsweise 20-22 Milliarden US-Dollar gewachsen, mit etwa 2,21 Milliarden US-Dollar allein in Deutschland, was einen Anteil von rund 11% widerspiegelt. Die Zukunftsperspektiven deuten auf eine weitere Industrialisierung und Skalierung der Serienfertigung in verschiedenen Branchen hin, wie in einem Artikel bei 3D-Grenzenlos erwähnt wird.
