Die fünfte Formnext versammelte über 34.000 Fachbesucher auf 53.000 m2 Hallenfläche um die Messestände von knapp 900 Ausstellern. Leichtbau war in Frankfurt kein besonderes Thema mehr… denn eine Gewichtsreduktion des Bauteils ist bei fast jedem Projekt inklusive!

Reduziertes Gewicht ist eine Selbstverständlichkeit – oder ein Nebeneffekt, der zu verbesserter Effizienz führt. Kaum ein additiv gefertigtes Teil ist schwerer, als sein technologischer Vorgänger oder kann nicht aufgrund von Topologieoptimierung mit Gewichtsvorteilen aufwarten.

Dieser Erfolg des Leichtbaus lässt sich schlüssig erklären: Ein geringes Gewicht ist für viele Bauteile unabdingbar, denn die Anwender und Kunden der Technologie-, Dienstleistungs- und Materialanbieter kommen zu einem großen Teil aus den Branchen Luft- und Raumfahrt (geringe Stückzahlen, aber hohe Anforderungen), Automotive sowie Sport und Freizeit.

Zum anderen liegt der Leichtbau-Gedanke schon in der Wertschöpfungskette eines additiv gefertigten Bauteils begründet. Wer sich mit additiven Verfahren beschäftigt, bringt Material nur dort auf, wo es aufgrund der Funktion benötigt wird. Denn Materialeffizienz zahlt sich bei dieser Prozesstechnologie gleich doppelt aus: weniger Kosten, schnellerer Druck.

Trumpf präsentierte mit dem 3D-Drucker Truprint 1000 eine Lösung, um Substratplatten automatisch zu wechseln, was die additive Serienfertigung im Metall-3D-Druck vorantreiben soll.

EOS stellte eine Lösung für den pulverbasierten industriellen 3D-Druck mit einem CO-Laser vor. Das zugrunde liegende FDR-Verfahren für Kunststoffe steht für eine besonders feine Auflösung.

Volkswagen setzt für die Serienfertigung auf den HP Metal Jet für den 3D-Druck von Stahl: Das Projekt läuft seit etwa einem Jahr. Zunächst wurden die ID.3-Modelle als ein erster Schritt der Roadmap für die Metal Jet Produktion produziert. In den folgenden Phasen beabsichtigt Volkswagen, gedruckte Strukturbauteile so schnell wie möglich in die nächste Fahrzeuggeneration zu integrieren. Dabei sollen Bauteilgröße und die technischen Anforderungen kontinuierlich gesteigert werden – mit dem Ziel, in Zukunft Fußballgroße Teile in Stückzahlen zwischen 50.000 und 100.000 pro Jahr herzustellen.

Im Bereich des 5-achsigen Laserauftragsschweißens präsentierte DMG MORI seine neue Lasertec 125 3D hybrid für Werkstücke bis ø 1.250 x 745 mm und 2.000 kg Gewicht. Der automatische Wechsel zwischen Laserauftragsschweißen und 5-Achs-Simultanfräsen in einer Aufspannung reduziert Prozesszeiten um bis zu 80 Prozent. Die neue Maschine kann auch Leichtgewichtsstrukturen erstellen, die beispielsweise das Gewicht von Turbinen-Blades um bis zu 90 Prozent reduzieren.

Neue 3D-druckbare Materialien erweitern den Einsatzbereich der Additiven Fertigung von der Luft- und Raumfahrt über Automobil- und Railway-Industrie bis zum Werkzeug- und Formenbau.

Arburg zeigte am Beispiel von für die Luft- und Raumfahrt zugelassenem Ultem 9085, wie sich komplexe Bauteile aus Hochtemperatur-Werkstoffen fertigen lassen. Das Kunststoffmaterial ist besonders leichtgewichtig und besitzt dennoch eine hohe spezifische Festigkeit. Es ist dauerhaft flammhemmend, raucharm und entwickelt keine giftigen Dämpfe, so dass die FST-Sicherheitsstandards für die Luft- und Raumfahrt erfüllt sind. Außerdem ist es bis 153 °C hitzebeständig, weshalb die Bauraumtemperatur in diesem Fall rund 180 Grad Celsius beträgt.

Die Lehvoss Gruppe brachte eine eigene Reihe von 3D-Druckfilamenten mit. Auf Basis der Polymere PAHT und PET umfasst Luvocom 3F Filament vier Produkte, davon zwei faserverstärkte Varianten.

Für den Blick in die Zukunft sorgten Oerlikon, Linde sowie die TU München, die eine Forschungsallianz gebildet haben, um neue hochfeste Leichtmetall-Legierungen auf Aluminiumbasis für AM-Prozesse zu entwickeln – und damit nicht nur durch die Bauteilgestalt, sondern auch den Werkstoff weiter an Gewicht zu sparen.

So zum Beispiel Mambo. Mambo steht für Motor Additive Manufacturing Boat und wurde vom italienischen Start-Up Moi Composites zusammen mit Autodesk und weiteren Partnern realisiert. Das Boot ist 6,5 m lang, 2,5 m hoch und aus einem durchgängig gedrucktem Glasfaserverbund produziert.

Star-Tracker Halterung (FIT, Turkish Aerospace Industries (TAI))

Space Brackets (AP Works für Ariane Group)

Linsenhalter für Laser-3D-Drucker (Trumpf)

Additiv gefertigtes Leichtbau-Haubenscharnier (Simufact, EDAG, Voest Alpine, SLM)

Additive Wheel Concept (GE Additive, HRE)

Individuelle Prothese für einen Handbike-Champion (Elmec 3D)

Diese Bauteile zeigen mit ihren sehr individuellen Vorteilen, wo der Weg für das Dreamteam Leichtbau / Additive Fertigung hingeht: Funktionsintegration, Design nach Funktion und leichte Werkstoffe mit den passenden mechanischen Eigenschaften. Wenn jetzt noch die Technologie an Reife gewinnt und entsprechende Stückzahlen zu raisonnablen Preisen liefern kann, wird sich die Additive Fertigung in allen Branchen immer mehr Marktanteile sichern. Und damit den materialeffizienten und funktionsintegrierten Leichtbau implizit weiter vorantreiben.

Autor: Christine Koblmiller, Redakteurin, Gründerin, Fachjournalistin aus Leidenschaft, überzeugter Leichtbau-Fan.

Mit dem Metamagazin Leichtbauwelt.de habe ich 2018 den Schritt in die Selbständigkeit gewagt und mit Leichtbauwelt ein neues Medienformat im B2B-Umfeld geschaffen. Seit etwa 25 Jahren bin ich Redakteurin für technische B2B-Fachzeitschriften. Für Fachmagazine der SVHFI (Süddeutscher Verlag Hüthig Fachinformation) habe ich als eBusiness-Projektmanager Industrie den Online-Bereich maßgeblich mitgestaltet und schon 2001 crossmediale Angebote eingeführt. Deshalb bin ich mir sicher, dass sich die Medienbranche wandeln muss. Mehr über mich finden Sie unter Conkomm, auf Xing oder LinkedIn.

„Leichtbau fasziniert und begeistert Techniker. Er ist für die Herausforderungen der Zukunft unabdingbar. Deshalb bin ich sicher, dass der Markt für ein Angebot wie Leichtbauwelt.de reif ist.“

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