Das elektrolytische Plasmapolieren [PeP] ist ein neues Verfahren, welches zum Reinigen, Entgraten und Polieren von Metallteilen verwendet wird. In einem einzigen Arbeitsgang werden Schweißnähte gereinigt, Verfärbungen entfernt, Oberflächen optimal poliert und Rauheitswerte von bis zu 0,01 μm erreicht. Darüber hinaus werden organische und anorganische Verunreinigungen mit minimalem Materialverlust entfernt, sodass die ursprüngliche geometrische Form des Objekts gut erhalten bleibt. Das Verfahren eignet sich daher besonders für Anforderungen an Glanz und Korrosionsbeständigkeit der Schmuck- und Uhrenindustrie sowie für hochwertige, anspruchsvoll glänzende Teile der Sanitär- und Elektroindustrie.

Zurzeit ist das Verfahren trotz vielversprechender Ergebnisse und Veröffentlichungen durch fehlende Automatisierung und Präzision auf kleine Serien beschränkt. Aufgrund von Prozessgegebenheiten wie Abschattung und Dampfblasenbildung wird zu einem Zeitpunkt jeweils nur ein Bauteil plasmapoliert.

Die Projektpartner AMtopus GmbH & Co. KG, Leukhardt Schaltanlagen Systemtechnik GmbH und das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik nehmen sich diesen Problematiken an und haben ein Innovationsprojekt gestartet, dessen Ziel die Entwicklung einer Anlage zum kontinuierlichen Plasmapolieren von Schüttgütern ist. Mit diesem innovativen Ansatz können die Prozesszeiten pro Bauteil deutlich herabgesenkt werden und höchste Qualitätsansprüche, sowie ein hohes Maß an Flexibilität, in Bezug auf die Werkstückabmessungen, erzielt werden.  

Im Zuge dieses Innovationsprojektes werden zusätzliche Herausforderungen angegangen, darunter die Sortierung und Positionierung der Schüttgüter, die dynamischen Kontaktierung der einzelnen Bauteile und die Regelung der automatisierten Prozesse.

Das Projekt ist am 01.01.2023 gestartet und wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.

 

 

 

Die Projektpartner Formicum 3D-Service GmbH, SCHWINDT Digital GmbH und Kompetenzzentrum Holz GmbH (Wood K plus) haben ein Innovationsprojekt gestartet, in dem ein alternativer Prozess für den Schalenbau von Betontreppen entwickelt wird.  

Konventionell werden entweder vorgefertigte Schalungen für Standardformen oder getischlerte Schalungen für komplexere Geometrien verwendet.  Vorgefertigte Schalungen kommen in Werken zum Einsatz, in denen Standardbetonteile schnell und kostengünstig gefertigt werden können. Allerdings geht der Transport dieser vorgefertigten Teile zumeist mit einer hohen finanziellen Belastung einher. Getischlerte Schalungen werden in der Regel vor Ort gefertigt. Das spart zwar Transportkosten ein, ist aber mit hohen Material- und Personalkosten verbunden.

Im Rahmen des gestarteten Innovationsprojekts wird die fortschreitende Technologie des 3D-Drucks genutzt, um einen formunabhängigen, umweltschonenden, schnellen und kostengünstigen Schalenbau zu realisieren. Hierfür werden Bio-Polymere mit Naturfaser-Verstärkung entwickelt, aus denen die Schalen gedruckt und anschließend recycelt werden können. Die Umsetzung dieses neuen Bio-Werkstoffs erfordert zudem die Entwicklung eines neuen Extruders und eines Düsenaufsatzes zur Oberflächenglättung. Darüber hinaus werden eine in-line Sensoreinheit zur Prozessüberwachung und ein intelligenter Konstruktionsalgorithmus zur Erstellung der Schalenelemente entwickelt.

Das Projekt ist am 01.04.2023 gestartet und wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.

 

 

 

Beim sogenannten Binder Jetting wird auf einer höhenverstellbaren Plattform eine Pulver- oder Granulatschicht aufgebracht und mittels Binder an den Stellen verklebt, die zum Werkstück zählen. Dazu wird ähnlich wie bei einem gewöhnlichen Tintenstrahldrucker ein Druckkopf verwendet, der statt Tinte den Binder aufbringt. Anschließend wird die Plattform um eine Schichtdicke abgesenkt und eine neue Pulverschicht aufgebracht. Das Problem besteht darin, dass das anschließende Entfernen des nicht zum Bauteil zählenden Pulvers ist ein manueller und zeitlich sehr aufwändiger Prozessschritt ist.

Um diesen Aufwand zu verringern, haben die Projektpartner Additive Automation GmbH, Konstruktiv GmbH und TU Ilmenau ein Innovationsprojekt gestartet, in dem eine neuartige Entpulverungskabine entwickelt wird. Die Entpulverungskabine wird in der Lage sein eine eigenständige Analyse der CAD-Daten und eine anschließend automatisierte Entfernung des Pulvers durchzuführen. Durch diesen innovativen Ansatz können im Binder-Jetting-Verfahren hergestellte Bauteile automatisch und vollständig entpulvert werden. Dieser zeitintensive und fehleranfällige Prozessschritt wird dadurch deutlich präziser, reproduzierbarer und ökonomischer.

Der Markt für das neuartige Produkt umfasst alle Unternehmen, die Binder Jetting nutzen. Hinzu kommen Unternehmen, die Entpulverung in anderen Bereichen einsetzen. Beispielsweise kann die Nachbearbeitung von Bauteilen durch Sandstrahlen oder chemisches Glätten weiterentwickelt und in die Massenproduktion überführt werden.

Das Projekt ist am 01.05.2023 gestartet und wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.

 

 

Die Qualität von Produkten bei additiven Fertigungsverfahren hängt entscheidend von der Präzision des Herstellverfahrens und der Reinheit des verwendeten Materials ab. Obwohl im vergangenen Jahrzehnt zahlreiche Innovationen in den Herstellungsverfahren aufgetreten sind, wurden im Bereich der Materialaufbereitung nur wenige Fortschritte erzielt. Eine unzureichende Materialaufbereitung führt jedoch zu Fehlstellen, die durch Verunreinigungen im Ausgangsmaterial verursacht werden. Diese Defekte manifestieren sich als Risse, die sich sowohl an der Oberfläche als auch im Inneren des Bauteils ausbreiten und strukturelle Schwächungen verursachen. Insbesondere die Beeinträchtigung der Oberflächenqualität führt zu einem erheblichen Anstieg des Bedarfs an Post-Processing- und Finishing-Prozessen, die bis zu 300% der eigentlichen Herstellungskosten ausmachen können. Insgesamt unterstreicht dies die Notwendigkeit von Innovationen im Bereich der Materialaufbereitung, um die Produktqualität in additiven Fertigungsprozessen zu verbessern und die nachgelagerten Kosten zu reduzieren. Insbesondere sind organische Verunreinigungspartikel eine große Herausforderung, da z.B. Hautschuppen, Haare, Öle und Fette durch die Handhabung des Pulvers oder durch obligatorische Bauraumreinigungen in den Pulverkreislauf eingeführt werden.

Dieser Herausforderung nehmen sich die Projektpartner TU Chemnitz und edmos industrielle Baugruppen GmbH an und entwickeln im Zuge eines Innovationsprojektes eine Pulveraufbereitungsstation für das additive Fertigungsverfahren „Selektives Laserschmelzen“ (SLM). Mit dieser werden sich organische Verunreinigungspartikel aus Metallpulvern zuverlässig entfernen lassen. Mit dem aktuellen Stand der industriellen Technik lassen sich organische Verunreinigungspartikel nur teilweise entfernen, da in konventionellen Aufbereitungsstationen Siebe zum Einsatz kommen, welche nur größere Partikel entfernen können. Das Innovationsprojekt wird eine Reaktionskammer hervorbringen, welche mithilfe von Zusatzstoffen die Verunreinigungspartikel in den gasförmigen Zustand überführt und so eine Reinheit von 99,95% des Ausgangsmaterials erreicht. Selbst mehrfach prozessierte Pulverchargen können mit diesem Verfahren für eine gleichbleibend hohe Bauteilqualität, bei gesteigerter Ressourceneffizienz, sowie verbesserter Pulverdurchmischung Verwendung finden.

Das Projekt ist am 01.12.2022 gestartet und wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.

 

Ip M Innovationspartner Mittelstand hat die zweite Phase des Innovationsnetzwerkes AMfinish eingeleitet. Das übergreifende Thema des Clusters bleibt die Automatisierung in der Oberflächenbearbeitung additiv gefertigter Bauteile.

Mit dem Netzwerkes AMfinish verfolgen wir das Ziel, gemeinsam neue innovative Verfahren und Produkte
zur Automatisierung von Prozessen in der Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen
zu entwickeln. Hierfür haben wir in der ersten Phase des Netzwerkes mittelständische Unternehmen
der additiven Fertigung und Oberflächennachbearbeitung, Hightech-Unternehmen
sowie Forschungsinstitute miteinander vernetzt.

In der zweiten, jetzt begonnenen Phase des Innovationsnetzwerkes werden wir, die Netzwerkmanager von Ip M die
spezifischen Stärken der Partner weiter bündeln und weitere Synergieeffekte erzeugen, indem eine fortschrittliche Plattform für den Austausch und die Entwicklung innovativer
Lösungen im Bereich der Automatisierung in der Oberflächenbearbeitung additiv gefertigter
Bauteile aus Metall schaffen.

Die Arbeit im Netzwerk schießt Forschungs- und Innovationslücken
und baut die Kluft zwischen „Innovationsführern“ und „schwachen
Innovatoren“ ab.

Gemeinsam mit den Partnern des ZIM-Netzwerkes hat Ip M die technologische Roadmap erstellt und mit allen Netzwerkpartnern abgestimmt. Der Antrag auf Förderung der Netzwerkmanager von Ip M wurde bewilligt.

Die ersten Vorhabensbeschreibungen für innovative Projekte haben wir erstellt. Die entsprechenden Förderanträge wurden gestellt.