Das POLYLINE-Projekt wurde 2020 ins Leben gerufen, um einen voll automatisierten Laser Sintering Produktionsprozess möglich zu machen und Kunststoffteile in großem Maßstab in Serienfertigung in 3D zu drucken. Durch die Automatisierung sollte die Produktion für die Mitarbeiter einfach und effektiv sein, was zu mehr Motivation und verbesserten Arbeitsbedingungen führt. Außerdem bestand der Fokus des Projekts darin, die additive Fertigung als Produktionstechnik für Produktionslinien in hohem Durchlauf hervorzuheben und sie als Alternative zu konventionellen Techniken wie Zerspanung und Gießen aufzuzeigen. Das POLYLINE-Projekt wurde nun zuerst in der Automobilindustrie am BMW Additive Manufacturing Campus in München getestet. Neben den Hauptakteuren BMW, EOS, Grenzebach und DyeMansion waren rund 15 Industrie- und Forschungspartner in das Projekt involviert. Gefördert wurde es mit insgesamt 10,7 Mio. vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Nach nun 3-jähriger Laufzeit konnte das Projekt erfolgreich beendet werden und die vier Konsortiumspartner ziehen positive Schlüsse.
„Die heutigen Drucker sind schnell und bald werden sie noch schneller sein. Daher werden die Kosten pro Teil und Einheit logischerweise niedriger sein, aber die Druckaufträge müssen häufiger gewechselt werden. Um die Menschen in den Mittelpunkt zu stellen, müssen wir sie in den Mittelpunkt unserer Prozesskette stellen und diese effektiv, kostengünstig und einfach hervorragend machen (…). Die automatisierte Prozesskette von 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,“ hebt Dr. Blanka Szost-Ouk, Head of Additive Manufacturing, Predevelopment & Planning bei der BMW Group über die Bedeutung des POLYLINE-Projekts hervor. Um die additive Fertigung auf ihrem aktuellen Stand abzuholen, stammt der Drucker, der für das Projekt verwendet wurde, vom weltweit führenden Technologieanbieter im industriellen Kunststoff- und 3D-Metalldruck EOS. Der EOS P500 trifft mit seinem voll automatisierten System den Geist der Zeit der industriellen Additiven Fertigung. Er garantiert zuverlässige, homogene, wiederholbare und reproduzierbare Drucke und viel Flexibilität. Je nach Anwendungsfall können Automatisierung- und Integrationsgrand angepasst werden.
Gruppe der Polyline-Projektpartner.
POLYLINE fokussiert Automatisierung auf allen Ebenen
Automatisierung ist eine Voraussetzung für erfolgreiche Serienproduktion. Sie erlaubt es, die Produktivität zu steigern und so gleichzeitig die Kosten zu senken, damit sich das Unternehmen in weiterer Folge besser auf dem Markt durchsetzen kann. Hier kommt Grenzebach mit seiner Expertise für die Automatisierung industrieller Prozesse ins Spiel. Der EOS P500 wurde grundsätzlich speziell für Serienproduktion entwickelt, mithilfe des Grenzebach Job Exchanger konnten allerdings nochmals entscheidende Fortschritte im Projekt POLYLINE erzielt werden: Die Durchsätze konnten verdoppelt und die Kosten pro Teil um 40% verringert werden. Oliver Elbert, Head of Additive Manufacturing bei Grenzebach, sagt hierzu Folgendes: „Das Ziel des POLYLINE-Projekts war die Entwicklung einer vollautomatischen Produktionslinie für das Selective Laser Sintering. Als Automatisierungsunternehmen bestand unser Beitrag darin, das Layout der Linie zu entwickeln, die Automatisierungsausrüstung für den Transport zwischen den verschiedenen Maschinen bereitzustellen und gemeinsam mit unseren Projektpartnern die Maschinenschnittstellen zu erstellen. Die Hauptvorteile der Automatisierung sind die Steigerung der Produktivität der Anlagen, die Verringerung der Ausfallzeiten der Anlagen und die Schaffung einer sicheren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter. Die Automatisierung ist für die Serienproduktion unerlässlich, um die Produktivität der Anlagen zu erhöhen und die Kosten zu senken, damit sie mit der heutigen konventionellen Produktionstechnologie kompatibel sind.“
Die Grenzebach-Lösung Exchange P500/4 sorgt nach dem Druck dafür, dass die Druckaufträge automatisch zur nächsten Station weitergeführt werden und mithilfe einer Roboterzelle in die Post-Processing-Station überführt werden. Auch im unerlässlichen Schritt der Nachbearbeitung steht Automatisierung im Brennpunkt. DyeMansion lieferte die richtige Anwendung für die Nachbearbeitung. Im Powershot DUAL Performance erfolgten Reinigung, Oberflächenbearbeitung und Färbung. Alle diese Prozesse sind rückverfolgbar, liefern qualitativ hochwertige Ergebnisse und zeugen von der Stellung DyeMansions als weltweit führender Anbieter von Post-Processing-Lösungen für industriellen 3D-Druck mit Polymeren. Den Stellenwert der Automatisierung und einer durchdachten, automatisierten Prozesskette erörtert Phillip Kramer, CTO & Mitgründer von DyeMansion wie folgt: „Die Automatisierung ist eine der wichtigsten Kernziele unserer Strategie, die es ermöglicht, unsere Systeme in automatisierte Produktionslinien wie POLYLINE zu integrieren. Und das ist wichtig, um die Kosten pro Teil zu senken und die richtige Qualität in der gesamten Produktionskette zu gewährleisten. Die Serienfertigung zu ermöglichen ist einer der Hauptgründe, warum wir DyeMansion gegründet haben. Und genau dafür sind unsere Systeme gebaut: um die Nachbearbeitung auf dieses Niveau zu bringen. Die Powershot DUAL Performance wurde für die Skalierung gebaut, so dass sie zehn oder sogar mehr Drucker in der Produktion bedienen kann und somit eine End-to-End-Fabrik möglich macht. Die wichtigste Erkenntnis dabei ist, dass eine durchgängig automatisierte Fabrik mit 3D-Druck möglich ist. Das erfolgreiche POLYLINE-Projekt zeigt, was möglich ist, und das ist erst der Anfang.“
In der Tat ist das erst der Anfang, denn das POLYLINE-Projekt mit BMW hat erst die Potentiale aufgezeigt, dass eine durchgängige und automatisierte Prozesskette mit 3D-Druck möglich ist. Die Beteiligten können sich dank der gewonnenen Erfahrungen nun auch an andere Industrien anpassen. Mehr dazu finden Sie HIER.
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*Bildnachweise: BMW Group