Leitprojekt „addmanu“ -Stärkung der österreichischen Wertschöpfungsketten für generative Fertigung in der industriellen Produktion

Mit dem Leitprojekt addmanu entstand ein nationales Forschungsnetzwerk mit Beteiligung von internationalen Unternehmen zur Etablierung und Weiterentwicklung der additiven Fertigung in Österreich. Basierend auf den langjährigen Erfahrungen der Projektpartner und intensiven Recherchen wurden im Projekt jene Problemstellungen behandelt, die als maßgebliche Hürden für die weitere Entwicklung und/oder wirtschaftliche Anwendung darstellten, und so als Innovationsbarriere wirkten.

Im Leitprojekt addmanu wurden die gängigen AM-Technologien (Lithographiebasierte Verfahren, Laser Powderbed-Fusion- und Lasermelting Deposition, 3D Printing mit Inkjet und Fused Filament Fabrication) betrachtet, weil deren Potenzial für die Anwendung am höchsten eingeschätzt wurde. Im Rahmen des Projekts wurden für jede genannte AM Technologie Verfahrens- und Anlagenentwicklungen durchgeführt, sodass eine Reihe von Prototypen entstanden sind.

Aus Werkstoffsicht wurden die innovationsrelevanten Gruppen wie Keramik, Kunststoffe und Metalle und deren Verbunde im Projekt weiterentwickelt. Die Eigenschaft von Werkstoffen bzw. von daraus gefertigten Demoteilen wurden charakterisiert, sodass die Ausbildung der Werkstoffmerkmale und Produkteigenschaften von AM gefertigten Teilen besser verstanden werden können.

Übergeordnete Themen, wie allgemeine Designrichtlinien, die Systemintegration der AM Technologien und Entwicklung von Businessmodellen wurde ebenfalls im Rahmen von addmanu untersucht. Aus diesen Arbeiten sind Modelle und Richtlinien sowohl zum AM gerechten Design also auch zur optimalen Integration von AM Technologien in Produktionsprozesse entstanden.

Im Bereich der anwendungsrelevanten Entwicklung sind die Ergebnisse von Verfahrensentwicklung, Werkstoffentwicklung, Design, Anlagenbau und Prozessintegration zusammengeflossen, sodass für die Anwendungen Automotiv, Luftfahrt, Werkzeugbau, Elektronik und Energieerzeugung neue Lösungen entwickelt wurden.

Herausforderung von addmanu

Grundlegende Herausforderung des Leitpojekts addmanu war es, das bereits bestehende Vorwissen der Vielzahl an Partnern zu bündeln und die Zusammenarbeit des neu gebildeten Forschungsnetzwerks zu stärken. Dies bildete die Basis um im vielschichtigen und komplex zusammenhängenden Wertschöpfungsnetzwerk der additiven Fertigung effizient und zielgerichtet die angestrebten Projektziele zu erreicht. Weitere Herausforderung war die entstandenen Forschungserkenntnisse über AM Technologien und Werkstoffe sehr rasch in die experimentelle Entwicklung überzuführen, so dass innovationrelevante Ergebnisse für die mitwirkenden Unternehmenspartner entstanden sind.

Ergebnisse/Nutzen

Aus den Arbeiten von addmanu sind folgende neue Produktideen bzw. Technologieweiterentwicklungen hervorgegangen, die von den mitwirkenden Unternehmenspartnern in weiterer Folge zu marktfähigen Lösungen umgesetzt werden müssen.

• Verarbeitung von keramischen Werkstoffen mit lithographischen Verfahren und Erzeugung von neuen Düsenelementen und Baugruppen
• Designrichtlinien für Produktion von AM gefertigte Bauteile
• Topologie Optimierung und 3D Druck von Automobilkomponenten
• Neuartige bionische Kühlungssystemen für Werkzeugen und neue Werkzeugwerkstoffe für AM
• Neuartige Designs und AM Fertigungsverfahren von komplexen metallischen Baugruppen für den Maschinenbau (Raumfahrt, Energieerzeugung, Werkzeuge), neue Kühlkonzepte durch Multimaterialdruck
• Anlagenbau: Neuentwicklung von Anlagenkonzepten so z.B. Modifizierung von FFF Druckköpfen, neue hochauflösende lithographische Prototypenanlagen
• Modifizierte Polymere für FFF Druck und Kenntnis der Eigenschaften von gedruckten Materialien
• Innovative Drucktinten für 3D Oberflächenstrukturierung mittels Inkjet-Verfahren
• Grundzüge der elektrochemischen Behandlung von innenliegenden Oberflächen in gedruckten Bauteilen

Die Arbeiten von addmanu bildeten die Grundlage für 6 Masterarbeiten, 8 Dissertationen, 4 Patenteinreichungen, über 150 Vorträge, Fachpublikationen und Verbereitungsveranstaltungen, die Technologieplattform additive Fertigung Austria, die Roadmap additive Fertigung Österreich und das Qualifizierungsprogramm „addmanu knowledge". Des Weiteren gelang es, durch das aufgebaute Wissen, in europäischen Forschungsprojektenanträgen zu reüssieren.

Eckdaten

• Förderprogramm: Produktion der Zukunft
• Projektlaufzeit: April 2015 – Juli 2018

Projektleitung

Montanuniversität Leoben

ProjektpartnerInnen

• Ariane Group
• Böhler Edelstahl GmbH&CoKG
• CEST Kompetenzzentrum für elektrochemische Oberflächentechnologie GmbH
• FOTEC GmbH
• GE Jenbacher GmbH Co OG
• Hage Sondermaschinenbau GmbH & CoKG
• Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH
• LAM Research AG
• Lithoz GmbH
• Magna Steyr Engineering AG&CoKG
• Mahle Austria Filtersystems GmbH
• Montanuniversität Leoben
  Außeninstitut
  Institut für Umformtechnik
  Department für Kunststofftechnik (Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung, Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe, Lehrstuhl für Spritzgießen der Kunststoffe),
  Department für Werkstoffwissenschaften (Lehrstuhl für Struktur-und Funktionskeramik)
• O.K.+Partner GmbH
• PKT Präzisionskunststofftechnik Bürtlmair GmbH
• Profactor GmbH
• RHI Magnesita
• RHP-Technology GmbH
• TIGER Coatings GmbH & Co. KG
• TU Wien
  Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
  Institut für Managementwissenschaften
  Institut für Angewandte Synthesechemie

Dr. Brigitte Kriszt
Außeninstitut der Montanuniverstität
Franz-Josefstraße 18
A 8700 Leoben
E-Mail: brigitte.kriszt@unileoben.ac.at
Tel.: 03842 402 8404
Web: www.addmanu.at