Kunststoff-3D-Druck Erste automatisierte 3D-Druck-Produktion bei BMW

Mit dem Projekt „Polyline“ ist die erste erfolgreiche Umsetzung einer automatisierten additiven Fertigungslinie für Kunststoffteile in großem Maßstab gelungen. Die 3D-Druck-Serienproduktion wurde auf dem Additive Manufacturing Campus von BMW in die Realität umgesetzt.

Das vom BMBF geförderte Projekt „Polyline“ startete vor drei Jahren und hat 15 Industrie- und Forschungspartner aus Deutschland zusammengebracht, um eine digitalisierte Produktionslinie zur Herstellung von Kunststoffteilen für die Automobilindustrie zu entwickeln. Ziel war es, konventionelle Produktionstechniken durch Additive Fertigung (AM) zu ergänzen. Die vier Partner des Konsortiums BMW, EOS, Grenzebach und Dye Mansion ziehen ein positives Fazit.

BMW hat dem Projekt in seinem Additive Manufacturing Campus in München ein Zuhause gegeben und die Koordination der verschiedenen Projektpartner übernommen. Dr. Blanka Szost-Ouk, Leiterin der Additiven Fertigung, Vorentwicklung und Planung bei der BMW Group, sagt: „Die automatisierte Prozesskette des Projekts „Polyline“ passt zu den Druckern der nächsten Generation und unseren Standard-Produktionsanforderungen und ist aufgrund ihrer standardisierten Schnittstellen eine systemunabhängige Lösung. Das ist entscheidend für die Skalierung der Additiven Fertigung.“

Reproduzierbare Kunststoffteile mittels Lasersintern

EOS war für den 3D-Druck mit seiner EOS P500 verantwortlich. Das System kann voll automatisiert und voll integriert werden. Der Automatisierungs- und Integrationsgrad hängt dabei vom jeweiligen Anwendungsfall ab und kann spezifisch an die jeweilige Situation angepasst werden. Der Drucker gewährleistet höchste Zuverlässigkeit, ein Höchstmaß an Homogenität, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit. Fabian Krauß, Head of Polymer Systems bei EOS, blickt voraus: „Wir haben dies bei BMW für die Automobilindustrie entwickelt und können das nun auf andere Branchen übertragen und anpassen.“

Fertigungsprozess intelligent und sicher vernetzt

„Die Hauptvorteile der Automatisierung sind die Erhöhung der Produktivität und die Reduzierung der Stillstandzeiten der Anlagen sowie die Schaffung einer sicheren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter“, erklärt Oliver Elbert, Leiter der Additiven Fertigung bei Grenzebach. Die Firma brachte sein Know-how für die intelligente und sichere Vernetzung von Fertigungsprozessen in das Projekt ein. Dazu gehört die Lösung Exchange P500/4, die direkt am Drucker platziert wird und automatisch den Wechselrahmen austauscht und die Bauaufträge in den Pufferstationen kühlt. Der automatisierte Transport des Wechselrahmens zu den nächsten Stationen erfolgt mit einem sicheren Transportbehälter und einem fahrerlosen Transportfahrzeug (FTS). Eine Roboterzelle mit KLT-Handling- und Bin-Picking-Robotern verarbeitet die Bauteile weiter und sortiert sie. Darüber hinaus war die gemeinsame Entwicklung von automatisierten, industrietauglichen Hard- und Softwareschnittstellen in allen Prozessschritten ein zentraler Bestandteil des Grenzebach-Arbeitspakets.

Die finale Nachbearbeitung

Dye Mansion war dafür verantwortlich, das richtige Aussehen und die richtige Haptik für die finale Anwendung zu liefern – also alle Bereiche der Nachbearbeitung: Reinigung, Oberflächenbearbeitung und Färbung. Die Prozesse von Dye Mansion sind vollständig rückverfolgbar und gewährleisten eine gleichbleibende Qualität. Die Powershot DUAL Performance erfüllt alle Anforderungen an die physische Automatisierung, so dass sie ohne die Anwesenheit eines Bedienenden Batch für Batch kontinuierlich ablaufen kann. „Das erfolgreiche Projekt „Polyline“ zeigt, dass eine durchgängig automatisierte Fabrik mit 3D-Druck möglich ist – und das ist erst der Anfang“, sagt Philipp Kramer, CTO und Mitgründer von Dye Mansion.

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