Topthema 3D-Druck: 5. Hamburger Wirtschaftsdialog (NIT) zu Gast bei Prof. Claus Emmelmann

Prof. Dr. Claus Emmelmann zeigt den Einfüllstutzen für das Militärfl ugzeug A400M. Gedruckt ist es halb so teuer wie konventionell gefertigt. Fotos: Wolfgang Becker

Prof. Dr. Claus Emmelmann zeigt
den Einfüllstutzen für das Militärfl
ugzeug A400M. Gedruckt ist es
halb so teuer wie konventionell
gefertigt. Fotos: Wolfgang Becker

APT – diese vier Buchstaben kommen noch etwas ungewohnt daher, aber wer sich mit dem industriellen 3D-Druck befasst, der weiß: sie stehen für Hamburgs neuestes Forschungslabor: das Fraunhofer-Institut für Additive Produktionstechnologien in Hamburg-Bergedorf. Etwa zwei Dutzend Teilnehmer des 5. Hamburger Wirtschaftsdialogs wurden jetzt von Olaf H. Steinmeier, Diplom-Ingenieur am Institut, durch das ehemalige Laserzentrum Nord geführt. Unter diesem Namen hat Dr. Claus Emmelmann, Professor an der Technischen Universität Hamburg, den industriellen 3D-Druck so weit entwickelt, dass sein Institut nun Weltmarktführer ist. Gedruckte Bauteile aus der Produktion fliegen bereits im Airbus A350. Und geht es nach den Wünschen des Flugzeugbauers, sind mehrere 100 Bauteile grundsätzlich als druckfähig identifiziert, wie Airbus Innovation Manager Peter Pirklbauer den Gästen berichtete. Der Hamburger Wirtschaftsdialog ist eine Veranstaltungsreihe des NIT Northern Institute of Technology Management in Harburg. Geschäftsführerin Verena Fritzsche hat den Bedarf der Industrie erkannt: „Noch zu wenige Unternehmer beschäftigen sich mit der Digitalisierung. Dabei betrifft diese ausnahmslos alle – von KMU bis Großunternehmen. Daher berichten beim Hamburger Wirtschaftsdialog Experten über die neuen Entwicklungen und Trends wie beispielsweise dem 3D-Druck.“

Das Teil, das Prof. Emmelmann seinen Zuhörern bei der IAPT-Vorstellung präsentiert, sieht aus wie ein gespiegeltes Auspuffrohr – zwei Enden, die zusammengefügt wurden. Das könnte zweifellos auch Kunst sein. Emmelmann: „Das ist der Kerosin-Einfüllstutzen für den Airbus-Militärtransporter A400M. So ein Stutzen besteht normalerweise aus 30 Einzelteilen und kostet 10.000 Euro.“ Der Stutzen, den der Professor zeigt, besteht nur aus einem Teil, denn er wurde aus Titanpulver gedruckt. Kosten: 5 000 Euro.

Ritterschlag mit Bremse

Das Beispiel zeigt: 3D-Druck muss nicht grundsätzlich teurer sein, als die klassischen Verfahren wie Zerspanung oder Guss. Ein anderes Beispiel zeigt jedoch, wie etwa die Verhältnismäßigkeiten tatsächlich sind: Jüngst ist dem Emmelmann-Team der Ritterschlag verliehen worden, denn erstmals wurde ein Teil für die Automobilindustrie ausgedruckt. Konkret geht es um einen Bremssattel für den Bugatti Chiron. Der Supersportwagen kostet drei Millionen Euro, hat 1500 PS und schafft es binnen 42 Sekunden von null auf Tempo 400. Und da ist noch nicht Schluss. Es ist leicht vorstellbar, was das für die sechs (!) Bremsen bedeutet. Das sind Bauteile, die höchsten Belastungen ausgesetzt sind. Der ausgedruckte Bremssattel (siehe Seite 20+21) hat diese Prüfung bestanden und soll nun in Serie gehen. Emmelmann: „Unsere Bremssattel sind Benchmark. Die Bremsenhersteller geben sich seitdem bei uns die Klinke in die Hand.“

Der Fall Chiron belegt, dass 3D-Druck ein Thema aus der Kategorie „Klasse statt Masse“ ist. Zum Vergleich: Der Bremssattel für einen VW-Golf kostet 50 Euro – ein Preis, der mit 3D-Druck vermutlich niemals erreicht werden wird. Zurzeit sieht es so aus: Ein additiv produziertes Bauteil aus dem Drucker kostet pro Kilo rund 1000 Euro. Ein konventionell gefertigtes Serienfahrzeug kostet pro Kilo einen Euro – Faktor 1000, das erscheint unüberwindbar. Steinmeier: „Der ganz große Hype hat sich mittlerweile gelegt. Damals hieß es noch, der 3D-Druck werde das Ende der klassischen Metallbearbeitung wie Fräsen und Zerspanen oder die Gussverfahren ablösen. Heute gehen wir davon aus, dass alle Verfahren nebeneinander ihre Berechtigung haben.“

Am Anfang der Entwicklung

Weltweit wurden 2016 rund zehn Milliarden Euro in der 3D-Druckbranche umgesetzt. Emmelmann sagt: „Wir sind noch am Anfang dieser Entwicklung. Zurzeit haben wir hier Wachstumsraten von 40 Prozent, also eine ganz tolle Situation.“ Er schließt ein Weltmarktvolumen von 50 oder 100 Milliarden Euro nicht aus. Fraunhofer IAPT arbeitet auch mit der Deutschen Bahn zusammen, die teilweise über eine 70 Jahre alte Technologie verfügt. Täglich stehen Hunderte Züge still, weil bestimmte Ersatzteile fehlen. Hier soll der 3D-Druck helfen, schnell entsprechende Lücken zu füllen.

Ein Problem stellen allerdings noch die Software-Programme dar, die für das Druck-Design nötig sind. Allein für den Bugatti-Bremssattel mussten zehn unterschiedliche Programme zusammengefügt werden. Emmelmann: „Siemens arbeitet mit Hochdruck an einer Lösung.“ Auch in Bergedorf wird die Digitalisierung vorangetrieben. Unter dem Namen Bionic Smart Factory 4.0 wird zurzeit eine App entwickelt, die es Kunden ermöglicht, CAD-Daten von Bauteilen hochzuladen. Das Programm nimmt eine automatische Machbarkeitsprüfung vor, kalkuliert den Preis und begleitet den Kunden bei Auftragserteilung durch die Produktionsphase bis hin zur Auslieferung.

Nach dem geballten Input zum Thema 3D-Druck waren die Teilnehmer des 5. Hamburger Wirtschaftsdialogs gefragt. Verena Fritzsche führte durch die Diskussionsrunde, animierte zum Nachdenken über konkrete Einsatzmöglichkeiten im eigenen Betrieb und hatte mit Claus Emmelmann, Peter Pirklbauer und Moritz Avenarius drei versierte Ansprechpartner, die Rede und Antwort standen. Alle Teilnehmer hatten die Gelegenheit, ihre eigenen Themen zu durchdenken und zusammen zu diskutieren. Besonders die Frage, wie Mitarbeiter bei Veränderungen durch neue Technologien mitgenommen werden können, beschäftigtete die Runde. Airbus ist hier bereits Vorreiter und bindet seine Mitarbeiter aktiv ein, indem sie neue Ideen zur Weiterentwicklung einreichen können. Viele Unternehmen sind jedoch laut Emmelmann noch nicht bereit, sich einem Wandel zu stellen, und daher sieht er die Gefahr für Deutschland, von anderen Nationen bald abgehängt zu werden. Pirkl­bauer von Airbus teilte diese Meinung mit der Aussage, dass für Innovation vorher eine Bedrohung beispielsweise durch Konkurrenz am Markt herrschen muss. Nur so kämen Unternehmen in Bewegung und Mitarbeiter aus ihrer Komfortzone. Insbesondere dieser Aspekt wurde dann beim anschließenden Ausklang lebhaft weiter diskutiert. wb

Web: https://www.nithh.de/de/thinktank/hamburger-wirtschaftsdialog/
https://www.iapt.fraunhofer.de/