Angefangen hat die Additive Fertigung mit Prototyping und dem Vorrichtungsbau. Die Entwicklungskurve zeigt steil nach oben, während die Unternehmen hinter diesem Trend meist noch jung sind. Eines davon ist die 9T Labs AG. Das Jungunternehmen beschäftigt sich mit der kommenden Generation der Additiven Fertigung 2.0, die angetrieben wird durch Automatisierung, Internet der Dinge und Digitalisierung, was die Produktion von Leichtbauteilen enorm beschleunigen wird.
Additive Fertigung ist in aller Munde. Das Verfahren kommt einer eigentlichen Revolution gleich, welche herkömmliche Formen, Bauteile industriell herzustellen, radikal verändern und teilweise ganz ersetzen wird. So sind grosse Industrie-Player längst auf diesen Trend aufgesprungen. Auch bei vielen mittelständischen Unternehmen ist Additive Fertigung inzwischen zum Tagesthema avanciert und kaum einer wird es sich längerfristig leisten können, abseits zu stehen. Denn die Entwicklung schreitet rasch voran und bereits ist von Additiver Fertigung 2.0 die Rede, welches die additive Fertigung für Serienfertigung beschreibt. Was das bedeutet und welche neuen Möglichkeiten sich dadurch für Industriebetriebe eröffnen, damit beschäftigt sich das junge Unternehmen 9T Labs AG. Die 2018 von ETH-Absolventen gegründete Firma hat sich voll und ganz der Additiven Fertigung 2.0 verschrieben und bietet mit ihrer Red Series gleich eine Systemlösung an, wie mittels geschickter Kombination von 3D-Druck, Molding, Software und entsprechender Materialwahl heute praktisch für jede Anwendung in der Industrie ein serientauglichen Produktionsprozess entwickelt werden kann. «Wir beobachten den Trend in der Additiven Fertigung hin zur Serienproduktion seit Beginn. Vor allem für Hochleistungswerkstoffe wie CFK (Carbon) sehen wir ein riesen Marktpotenzial in der Additiven Fertigung 2.0», so die Einschätzung von Martin Eichenhofer, der 9T Labs 2018 zusammen mit zwei Kommilitonen gründete und heute dem Unternehmen vorsteht.
Additive Fertigung 2.0
«Wir befinden uns an einem Wendepunkt in der additiven Fertigung, der Markt sucht gezielt Technologien welche für klein- und mittelgrosse Serien eingesetzt werden, um die Konkurrenzfähigkeit und Differenzierung unserer Kunden zu stärken. Als Technologielieferant bieten wir eine Systemlösungen aus einer Hand, inklusive Software, Druckmaterial und Hardware. Jetzt geht es darum, konkret mit dem Kunden die wirtschaftlichen Anwendungen zu finden und zu entwickeln», so Eichenhofer, «Unsere Mission ist die einfache Serienproduktion von Hochleistungsverbundwerkstoffen, damit diese sich so einfach und kostengünstig wie Metalle herstellen lassen.» Um dies zu erreichen, digitalisiert 9T Labs den Produktionsworkflow für Verbundwerkstoffe, indem es intelligente Software, additive Fertigungsanlagen und Ingenieurdienstleistungen bereitstellt. Die Fertigungsanlagen können in die Produktionslinien innovativer Unternehmen integriert werden. «Wir bieten Unternehmen die Möglichkeit ihre Fertigung zu automatisieren und zu digitalisieren, dabei bilden digitale Werkzeuge, eine kontinuierliche Datenerfassung und Prozessüberwachung die Basis.» Für Interessenten, die noch nicht mit CFK arbeiten, bietet 9T Labs die Möglichkeit, dies zusammen mit ihrem Applikations-Engineering-Team auszuprobieren und dabei die richtigen Applikationen zu finden. Dies mit dem Ziel, ein möglichst optimiertes Bauteil fertigen zu können mit den gleichen strukturellen Eigenschaften wie Metall – nur eben leichter.
Proof of concept anhand eines Helikopterscharniers
Im Gegensatz zum hohen Einsatz von faserverstärkten Verbundwerkstoffen in primären Rumpf- und Flügelanwendungen bei neuen Flugzeugen wie dem Airbus A350 und der Boeing 787 ist die Luft- und Raumfahrtindustrie bei kleineren und dicken inneren Unterstrukturen wie Verbindungsbügeln, Scharnieren und Stützen noch immer stark auf Metallteile angewiesen.
Bei einem Helikopter Scharnier konnte die gleiche Performance erreichen werden und das Gewicht wurde um 78% und die Kosten um 50% reduziert.
Kostenlose Machbarkeitsstudie
Bisher nutzen überwiegend die Luft- und Raumfahrt die Vorteile von Faserverbundwerkstoffen. Dagegen realisieren der allgemeine Maschinenbau und die Medizintechnik bislang nur selten Komponenten aus diesen Werkstoffen, obwohl sich damit enorm viele Vorteile erschliessen. Allein die herausragenden Eigenschaften schaffen für Faserverbundwerkstoffe grosse Chancen im allgemeinen Maschinenbau und in der Medizintechnik. 9T Labs bietet für ausgewählte Firmen Machbarkeitsstudien an, welche die Potenziale für Gewichtseinsparungen und Effizienzgewinne jeglicher Bauteile berechnen. Geht es anschliessend in die Umsetzung, ist neben der dazu benötigten Hard- und Software auch die Weiterbildung von Ingenieuren in Bereichen wie Simulation oder Digitales Prototyping als ein wichtiges Thema zu betrachten.
Megatrends
Automatisierung und digitale Werkzeuge
Automatisierung und digitale Werkzeuge führen zu besseren/leichteren Bauteilen, da eine optimierte und komplexere Ablegung der Faser möglich ist. Somit ergeben sich neue Möglichkeiten, bei denen herkömmliche Metalllösungen ersetzen werden können. Ein Beispiel sind topologisch optimierte Scharniere am Flugzeug oder Klemmen in der Medizintechnik.
Die Automatisierung reduziert die Kosten und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber metallischen Bauteilen (gefräst, geschmiedet…), da die Reproduzierbarkeit den Ausschuss minimiert und die Zykluszeiten verkürzt.
Internet der Dinge (IoT)
Der zweite Megatrend ist das Internet der Dinge. Topologische Optimierung hat sich in den letzten Jahren für die Auslegung von Bauteilen etabliert, jedoch gibt es noch wenige End-to-End Softwarelösungen. Momentan gibt es im Bereich Software viele Teillösungen, doch der Trend geht in Richtung Integration. Es gibt zwei Ansätze: Zum einen eine End-to-End Softwarelösung, zum anderen eine Plattform, welche die einzelnen Schnittstellen verbindet. 9T Labs hat sich für die End-to-End Softwarelösung entschieden, da diese unabhängigen Lösungen effizienter sind und somit die Produktionsrate steigt.
Nachhaltigkeit
Durch 9T Labs Fertigungsverfahren gibt es zudem weniger Abfall als in der konventionellen CFK Fertigung. Wenn man sich das Material genauer anschaut, bemerkt man, dass der verwendete Thermoplast wiederverwendbar ist. Wiederverwendbare Materialien führen zu einer geschlossenen Kreislaufwirtschaft (circular economy). Die Bauteile werden leichter ohne Performanceverlust, dadurch nimmt die CO2 Emission über den Lebenszyklus signifikant ab.
9T Labs
9T Labs wurde 2018 von einem Team von Pionieren gegründet, die sich leidenschaftlich für die Herstellung der nächsten Generation von Faserverbundwerkstoffen einsetzen. Ihre Mission ist die Serienproduktion von Hochleistungsverbundwerkstoffen, damit diese sich so einfach wie Metalle herstellen lassen. Um dies zu erreichen, digitalisiert 9T Labs den Produktionsworkflow für Verbundwerkstoffe, indem es intelligente Software, additive Fertigungsanlagen und Ingenieurdienstleistungen bereitstellt. Die Fertigungsanlagen können in die Produktionslinien innovativer Unternehmen integriert werden. Für mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an Tanja Koch.
