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Post-Processing für den industriellen Härtefall – 3D Metalldruck

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Post-Processing für den industriellen Härtefall
im 3D Metalldruck

MCB Group setzt Oberflächentechnik ein, um hochbelastbare additiv gefertigte Bauteile für den anspruchsvollen Einsatz in der Triebwerkstechnik fit zu machen

Hamburg-Harburg, 16. September 2019:

Bei einem eigens angefertigten Bauteil für einen führenden Triebwerkshersteller arbeitet die MCB Group in der Werkstücknachbehandlung mit einem speziellen Nickelüberzug für die additive Fertigung, um die hohen Anforderungen an die Korrosions- und Verschleißeigenschaften zu erfüllen.

Oberflächenzustand von Werkzeugstahl 1.2709 aus der Additive Fertigung. Oben: mit Nickel Beschichtung. Unten: ohne Metallüberzüge

3D Metalldruck

Metallischen Bauteile die aus dem 3D-Drucker kommen, haben typischerweise eine Trägerstruktur und gesinterte Metallpartikel und erreichen meistens trotz Wärmebehandlung nicht die erforderliche Härte von mindestens 55 HRC.

Es besteht ein ausgeprägtes Interesse seitens MCB Group, Bauteile für fortgeschrittener Sektoren wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Automobile zu produzieren um die Grenzen aktuellen Oberflächeneigenschaften additiv gefertigte Bauteile zu erweitern.

Als die MCB Group vor kurzem den Auftrag erhielt, ausgewählte additiv gefertigte Bauteile für einen weltweit führenden Triebwerkshersteller zu produzieren, sahen sie sich mit einer besonderen Herausforderung konfrontiert: Die vom Kunden geforderte Oberflächenhärte betrug 70 HRC. Außerdem sollten die Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit sowie die Standzeit maximiert werden. Eine hohe Qualität und Detailgenauigkeit waren dabei so selbstverständlich wie eine schnelle Lieferung.

Schnell war klar: Dies konnte nur über ein hochspezielles Post-Processing-Verfahren erreicht werden. Man entschied sich für die chemische Vernickelung ohne äußere Stromquelle („chemisch Nickel“), da die bei dem Verfahren abgeschiedene Nickel-Phosphor-Schicht auch bei komplexer Bauteilgeometrie eine gleichmäßige Dicke aufweist und sich sehr gut einstellen lässt – hier wurden mit 40 μm gearbeitet. Die entstehende Schicht ist nicht porös, elektrisch leitfähig, optisch ansprechend und kann eine Ra-Rauheit von weniger als 1 μm erreichen. Alle weiteren Kundenforderungen konnten damit ebenfalls erfüllt werden.

Mehr Freiheit der 3D-Druck

Dieses Oberflächenbeschichtungsverfahren, das die MCB-Group standardmäßig für industriell eingesetzte Bauteile anbietet, ist nur eines von vielen Post-Processing-Verfahren, mit denen die technisch-physikalischen Eigenschaften von additiv gefertigten Werkstücken optimiert werden können. Auch für Ihr Projekt ist das passende Verfahren dabei – sprechen Sie uns an! Einer unserer Ingenieure wird sich mit Ihnen in Verbindung setzen.

Sie haben ein ähnliches Projekt? Kontaktieren Sie uns!

Die MCB Group fertigt verschiedene Bauteile für die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Elektroindustrie – Bauteile, die einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern haben oder auch Erzeugnisse, die viele Kilogramm wiegen können.

Neben klassischen Ingenieursleistungen und additiver Fertigung sind anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung, in Kooperation mit verschiedenen technischen Hochschulen, ebenso ein Baustein des Unternehmenskonzepts wie die Ausbildung des eigenen Nachwuchses.

Wir begleiten Sie auf dem Weg zur Industrialiserung der Additiven Fertigung.

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

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Über MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing, ein Tochterunternehmen der MCB Group mit Sitz in Hamburg, Deutschland, bietet 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Services für zahlreiche Bereiche an, z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Sport- und Konsumgüter, Dentalmedizin und Prothetik, Architektur und Telekommunikation. Auf Basis verschiedener additiver Fertigungstechnologien werden konzeptionelle und funktionelle Prototypen aus Polymer- und Metallwerkstoffen in Produktionsqualität hergestellt.

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Dipl. Ingenieur Margaret Schindler
Ihre Ansprechpartnerin bei Presseanfragen
für die MCB 3D Technologien & Additive Manufacturing GmbH
presse@mcb-group.com

Alle Inhalte dieses Berichts, insbesondere Texte, Fotografien und Grafiken, sind urheberrechtlich geschützt und dürfen weder ganz noch auszugsweise kopiert, verändert, vervielfältigt oder veröffentlicht werden. Das Urheberrecht liegt, soweit nicht ausdrücklich anders gekennzeichnet, bei MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH. Falls Sie Inhalte dieses Berichts verwenden möchten, kontaktieren Sie bitte unsere Presseabteilung und holen eine schriftliche Genehmigung ein.

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Erfolgreiche Geschäfte auf kurzem Dienstweg : MCB Group & Honeywell

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Erfolgreiche Geschäfte auf kurzem Dienstweg

Der hit-Technopark ist Vermieter von 110 Unternehmen im Technologiebereich. Ein erfolgreicher dazu. 98 Prozent der 30.000 Quadratmeter Büro-, Labor- und Produktionsflächen sind längerfristig vermietet an kleine und mittelständische Firmen, Dependancen von Großkonzernen und an Start-ups. Zu den Mietern zählen zahlreiche Weltmarktführer und Firmen mit wegweisenden Zukunftstechnologien. Bekannt und anerkannt in Fachkreisen, aber schon innerhalb der nächsten Nachbarschaft im Park die große Unbekannte. Der hit-Technopark will das nun ändern.

„Nur durch Zusammenarbeit mit anderen Firmen können Unternehmen in Zukunft weiter bestehen“, ist hit-Technopark-Geschäftsführer Christoph Birkel überzeugt. Daher will der hit nicht mehr ausschließlich Vermieter sein, sondern die technologische Themen- und Netzwerk-Plattform für seine Partner. Spezielle Workshops, Kamin-Abende und auch die neue Website sollen die Kommunikation innerhalb der hit-technopark Community weiter ankurbeln.

 

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hit-Innovationsmanager Mark Behr freut sich, dass sich erste Erfolge eingestellt und in letzter Zeit einige Firmen im Park, bis dato Einzelkämpfer auf ihren Spezialgebieten, zu Kooperationen zusammengetan haben. Über die beteiligten Firmen und ihre neue Zusammenarbeit wollen wir nun regelmäßig in den hitNews berichten. Die erste Geschichte handelt von einem Weltkonzern und einem Start-up.

Erster Akt: Alles begann mit einem Mieter-Porträt in den hitNews. Vorgestellt wurde das Unternehmen MCB Group des Raum- und Luftfahrt-Ingenieurs Jean-Marius Biawa im Tempowerkring 21, das sich auf 3D-gedruckte Produkte spezialisiert hat. Biawas Angebot in diesem Bericht waren Entwurf und Herstellung von Teilen nach Kundenwunsch.

Zweiter Akt: Razvan Gavrilas, Technical Project Manager bei Honeywell im Tempowerkring 17, war gerade auf der Suche nach einer kleinen, aber technisch anspruchsvollen Abdeckkappe (Cover) für das neu entwickelte Gasanalysegerät EnCal 3000 proChain GC, die die eigene 3D-Druck-Abteilung des Konzerns in Mainz nicht umsetzen konnte. Gavrilas las den Artikel in den hitNews und rief spontan bei Biawa vier Häuser weiter an.

Nur vier Wochen später hatte er den ersten Prototypen von MCB 3D Technology & Additive Manufacturing in Händen. Überbracht vom Nachbarn persönlich. Das war dann schon der Anfang des 3. Aktes. „Die Nachbarschaft hat die Zusammenarbeit sehr erleichtert“, sagt der Honeywell-Entwickler Gavrilas. Angefangen vom persönlichen Gespräch, über das Anfassen der Produkte und das direkte Feedback, bis zu den nicht anfallenden Versandkosten. Jean-Marius Biawa: „Alle Probleme wurden auf dem kurzen Dienstweg schnell gelöst“.

Als MCB feststellte, dass das vorgesehene Material des Prototypen nicht alle Qualitätsvorgaben – es sollte zum Beispiel flammenhemmend sein – erfüllte, änderte Honeywell nach dem Vorschlag des Nachbarn aus dem hit-Technopark sofort das Material. Die Abdeckkappe war jetzt schwarz statt beige. Zur Freude von Honeywell, weil passend zum Corporate Design des Weltkonzerns.

Vierter und vorerst finaler Akt: Die enge Zusammenarbeit, die direkte Beratung ohne Zeitaufwand und schließlich auch der menschliche Kontakt der Nachbarn führten zu einem schnellen Vertragsabschluss. MCB erhielt den Zuschlag von Honeywell für die Serienproduktion eines 3D-Druck-Covers und kann als gelisteter Partner auf weitere Folgeaufträge hoffen.

Den Originalbeitrag findet ihr bei HIT-Technopark.

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Über Honeywell

Honeywell International gehört mit 38 Milliarden US-Dollar Umsatz zu den größten Unternehmen weltweit. 2016 übernahm man die Elster Group in Mainz mit Entwicklungsabteilung im hit, spezialisiert auf Gas- und Wasserzähler.

Weitere Informationen finden Sie unter www.honeywell.com

Über MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing, ein Tochterunternehmen der MCB Group mit Sitz in Hamburg, Deutschland, bietet 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Services für zahlreiche Bereiche an, z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Sport- und Konsumgüter, Dentalmedizin und Prothetik, Architektur und Telekommunikation. Auf Basis verschiedener additiver Fertigungstechnologien werden konzeptionelle und funktionelle Prototypen aus Polymer- und Metallwerkstoffen in Produktionsqualität hergestellt.

Die MCB Group fertigt verschiedene Bauteile für die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Elektroindustrie – Bauteile, die einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern haben oder auch Erzeugnisse, die viele Kilogramm wiegen können. Mit unserem CNC- bearbeitungszentrum erhalten Sie die beste Unterstützung bei der Umsetzung Ihres ganz persönlichen Projekts. Wir bieten Ihnen ein umfangreiches Leistungsangebot – von der Entwicklung über die Serienfertigung bis zum einbaufertigen Produkt.

Weitere Informationen finden Sie unter www.mcb-group.com.

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

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Neben Honeywell beliefert die MCB 3D Technology & Additive Manufacturing  auch namhafte Unternehmen weltweit und aus der Region. Unsere Flexibilität und unser Know-how machen uns zu geschätzten Partnern in den unterschiedlichsten Branchen. 

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Kapazitätserweiterung – wir zeigen, was wir können! CNC Fertigung oder Metalldruck?

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Kapazitätserweiterung – wir zeigen, was wir können!

VW Zulieferer fragt bei MCB Group an: CNC Fertigung oder Metalldruck?

Vor kurzem erhielten wir von einem Zulieferer der Automobilindustrie eine Anfrage über die Fertigung zweier Ersatzteile. Der Kundenwunsch war der Einsatz von 3D-Drucktechnologie aufgrund der Komplexität des Bauteiles, einer Produktionsflexibilität „ab Stückzahl eins” und einer knappen Lieferzeit.

Die Vorhaltung großer Ersatzteillager auch für ältere (Auto-)Modelle und (Haushalts-)Geräte rentiert sich heutzutage immer weniger, sodass sich die Auslagerung auf additive Fertigung spezialisierte Betriebe mit den nötigen Anlagen als günstigere Alternative anbietet.

Da wir unsere Kapazitäten jüngst maßgeblich erweitert haben, sind wir nun in der Lage, auch derartige Projekte (Einzelfertigung) schnell abwickeln zu können.

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Metall-3D-Druck oder CNC-Fertigung bei Einzelstücken

Das Thema 3D-Druck mit Metall ist gefragter denn je. Vergrößerte Bauräume und reduzierte Fertigungszeiten treiben die Investitionsfreude voran. Voll funktionsfähige, komplexe Metallwerkstücke aus Edelstahl, Aluminium, Titan oder Werkzeugstählen, auch in Einzelfertigung, können in kurzer Zeit Serienreife erlangen und unkompliziert nachproduziert werden.

Um dem Markt gerecht zu werden und dem anhaltenden Wachstum den Ausdruck zu verleihen, hat das Unternehmen seine Kapazität erweitert.

Dank unserer modernen 5-Achs- und Dreh-CNC-Maschinen konnten wir unserem Kunden in diesem Falle CNC-Fertigung als wirtschaftlichste Variante anbieten und sie sogar dem angesagten 3D-Druck vorziehen.

Um kompetent einschätzen zu können, wann man additive Metallfertigung den konventionellen Herstellungstechniken wie Fräsen oder Gießen vorzieht oder eine Kombination sinnvoll ist, ist es entscheidend, als Unternehmen die dafür notwendige Fachkompetenz und Erfahrung im Hause zu haben.

Wirtschaftliche Lösung mit CNC-Fertigung

Schnell bearbeitet die modernen 5-Achs-Fräsen hoch amspruchvolle Teile. Bild: MCB-Group

Durch mechanisches Bürsten konnten wir eine einheitlich glänzende, homogene Oberfläche erzeugen. Vorhandene Oberflächenfehler wurden anschließend beseitigt.

 

Verpackung und Versand – schnell und professionell

Eingepackt und versandfähig Bild: MCB-Group

MCB Group erweitert Kapazitäten für Mehrachsenbearbeitung

MCB Group gilt inzwischen weltweit als einer der schnellsten digitalen Hersteller von Prototypen und Serienteilen, die innerhalb weniger Tage mittels 3D-Druck bzw. CNC-Fertigung erzeugt werden.

Um Schritt zu halten, wurde die  Kapazität für das 5-Achs-CNC-Fräsen ausgebaut.

Als eine Unternehmensgruppe, die ihr Know-how und Dienstleistungen weltweit effektiv einsetzten möchte, ist die MCB Group in mehreren Ländern aktiv und baut erfolgreich einen treuen Kundenstamm auf.

Mit diesem Kapazitätsausbau, ist die MCB Group derweil in der Lage, noch größere Aufträge umzusetzen und ihre Preispolitik optimal zu gestalten.

Einzelteile werden nach Zeichnungen oder Muster in unterschiedlichsten Größen angefertigt. Eine breite Palette verschiedener Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen ermöglicht der MCB Group hierbei eine große Produktionsflexibilität.

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Die MCB Group fertigt verschiedene Bauteile für die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Elektroindustrie – Bauteile, die einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern haben oder auch Erzeugnisse, die viele Kilogramm wiegen können. Mit unserem CNC- bearbeitungszentrum erhalten Sie die beste Unterstützung bei der Umsetzung Ihres ganz persönlichen Projekts. Wir bieten Ihnen ein umfangreiches Leistungsangebot – von der Entwicklung über die Serienfertigung bis zum einbaufertigen Produkt.

• CNC-Drehen

• Präzisionsbauteile

• 5-Achsen-Bearbeitung und andere

Verarbeitungstechnologien

• Fertigungsberatung

• CNC-Fräsen

• komplexes CNC-Drehen & Fräsen

• Oberflächenveredelung

• Klein- und Großserien

Erreichen Sie mehr!

Wissen, Präzision, Qualität und innovative CNC-Verfahrenstechniken geben Ihnen den Vorsprung. Unsere Fallstudien zur CNC Fertigung finden Sie im Übrigen hier.

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

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Alle Inhalte dieses Berichts, insbesondere Texte, Fotografien und Grafiken, sind urheberrechtlich geschützt und dürfen weder ganz noch auszugsweise kopiert, verändert, vervielfältigt oder veröffentlicht werden. Das Urheberrecht liegt, soweit nicht ausdrücklich anders gekennzeichnet, bei MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH. Falls Sie Inhalte dieses Berichts verwenden möchten, kontaktieren Sie bitte unsere Presseabteilung und holen eine schriftliche Genehmigung ein.

Impeller

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH produziert Impeller für Flowserve

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MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH produziert Impeller für Flowserve

Hochgeschwindigkeitsfräsen komplexer Bauteile

Abb. 1: Fertig hergestellte Impeller mit 340 mm Durchmesser

Feedback des Kunden nach der Auslieferung: „Die Laufräder sind bei uns in einem ausgezeichneten Zustand eingetroffen. Vielen Dank für Ihre flexible Unterstützung und die sehr gute Qualität.“

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing erhielt von der Firma Flowserve Corporation den Zuschlag, Sonderexemplare eines Impellers für eine vertikale Sumpfpumpe zur Förderung von ölhaltigem Wasser zu fertigen.

Das Unternehmen Flowserve Corporation ist ein börsennotierter Anbieter von Pumpen, Ventilen, Dichtungen und Dienstleistungen für Stromerzeuger sowie die Öl- und Gasindustrie mit Sitz in Irving, Texas. Weltweit beschäftigt der Konzern 16.000 Mitarbeiter in mehr als 50 Ländern.

Auf der Suche nach einem erfahrenen Lieferanten für die Herstellung von Pumpenlaufrädern fiel die Wahl auf MCB 3D Technology & Additive Manufacturing.

Eingangsdaten

Der in Auftrag gegebene Impeller mit einem Durchmesser von 340 mm ist sozusagen das Herzstück der dazugehörigen Radialpumpe. Er befördert das Pumpmedium mit einer Drehzahl von ca. 1450 U/min; dies erfordert eine besonders hohe Präzision des Impellers. MCB 3D Technology & Additive Manufacturing verfügt über die erforderliche Erfahrung und Technik, um auch den anspruchsvollen Fertigungstoleranzen dieses Bauteils gerecht zu werden. Die Präzision wurde nach Anforderung des Kunden in einem Messprotokoll und einem sogenanntem Wuchtprotokoll festgehalten.

Ein Laufrad ist ein rotierendes und mit Schaufeln besetztes Bauteil einer Strömungsmaschine (z.B. Sumpfpumpe). An ihm wird durch Strömungsumlenkung an den Schaufeln mechanische Leistung (Schaufelleistung) in Förderleistung umgesetzt. Die Wasserpumpe hat die Aufgabe, Wasser anzusaugen und in den Kühlkreislauf zu drücken. Die Hauptarbeit leistet dabei der Impeller. Er ist gleichzeitig das empfindlichste Teil.

 

Auswahl des Fertigungsverfahrens

Der 20kg schwere Impeller gehört zur Gruppe der offenen Halbaxialräder. Zur Auswahl stand neben dem Verfahren des Vollfräsens auch das CNC-Biegen der großen Flügel mit anschließendem Anschweißen an das Laufrad. Nach mehreren Treffen mit dem Auftraggeber wurden die Vor- und Nachteile der beiden Verfahren diskutiert und mit herkömmlichen Verfahren zum Fertigen von Laufrädern verglichen (z.B. Gießen oder Schmieden mit  anschließendem Anschweißen der Schaufeln). In den letzten Jahren hat das Fräsen der Schaufelkanäle aus – meist geschmiedetem – Vollmaterial stark an Bedeutung gewonnen.

Vollfräsen oder Schweißen

Die Techniker und Zerspaner von der MCB-Group entschieden sich dazu, den Impeller aus einem einzigen Edelstahlkern auf einer CNC-Drehbank und mit einer 5-Achs-CNC-Maschine zu fertigen. Durch das 5-achsige Simultanverfahren des Fräswerkzeuges können komplexe Geometrien produziert werden.

Durch das Fräsen aus einem Stück ergaben sich mehrere Vorteile:

1. höchste Fertigungsgenauigkeit

2. stark gesenkte Kosten bei gleichbleibender Qualität

3. geringere Fertigungskosten als beim Schweißen; bei kleiner Stückzahl sind diese auch deutlich niedriger als beim Gießen.

4. kürzere Lieferzeiten als bei herkömmlichen Methoden

 

Programmierung und Durchführung des Fräsvorgangs

Alle komplexen Fräsvorgänge werden zuvor in einem sogenannten „CAM Job“ programmiert und 3D-simuliert, und in diesem Falle sogar vorab mit Holz getestet (Abb.2). Je besser ein CAM Job aufgebaut ist, desto besser können schon im Voraus die benötigte Produktionszeit und Maschinenkosten optimiert werden. Aber auch die Optik des gefrästen Bauteils lässt sich mit dem richtigen Anordnen der Werkzeugbahnen an die Wünsche des Kunden anpassen.

Bei härteren Stahllegierungen ist es unerlässlich, die auftretenden Temperaturen im Vorfeld zu analysieren und in den Parametern der Bearbeitung zu berücksichtigen. Dies erhöht nicht nur die Lebensdauer des Werkzeuges, sondern optimiert ebenso das Schnittbild.

Abb. 2: Holzmodell (links) / Edelstahlblock mit ersten Dreh- und Fräsbearbeitungen (Mitte) / Impeller nach dem letzten Schruppvorgang der Flügel. (rechts)

Qualitätssicherung und präzises Auswuchten des Impellers

Um die Qualitätsanforderungen und auch unsere persönlichen Leistungsansprüche in Einklang zu bringen, wurde nach dem Bearbeitungsprozess eine Vermessung und genaue Bauteilüberprüfung durchgeführt. Für jedes Laufrad wurden Prüfprotokolle erstellt. Alle Toleranzen wurden eingehalten.

Einer der in seiner Wichtigkeit oft unterschätzten Schritte ist das dynamische Auswuchten. Denn eine Unwucht kann die Lebensdauer einer gesamten Anlage deutlich reduzieren. Zudem nimmt das Ausmaß einer Unwucht quadratisch zur Drehzahl zu. Nicht nur Impeller, sondern auch Werkzeugmaschinen, Schleifscheibenaufnahmen oder Rotoren sollten fein ausgewuchtet sein. So werden Qualitätskosten gesenkt, und ein Ausfall der Lager, Aufhängungen oder der Welle vermieden. Stillstände von Maschinen sind bekanntlich einer der teuersten Produktionsfaktoren, die es zu vermeiden gilt.

Beim Auswuchten wird das Bauteil auf einer Prüfachse radial beschleunigt, die auftretenden Kräfte mit Sensoren gemessen und lokalisiert. Die Exzentrizität der Masse wird dann mit Klemmgewichten, Wuchtschrauben, Drehringen oder einseitigem Materialabtrag ausgeglichen. Mit der Wuchtgüte 2,5 wurde vom Kunden ein Qualitätsmerkmal nach DIN-ISO 1940 vorgegeben, welches bei allen Impellern sogar mit dreifacher Sicherheit gewährleistet werden konnte.

 

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• CNC-Drehen

• Präzisionsbauteile

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Über MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing, ein Tochterunternehmen der MCB Group mit Sitz in Hamburg, Deutschland, bietet 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Services für zahlreiche Bereiche an, z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Sport- und Konsumgüter, Dentalmedizin und Prothetik, Architektur und Telekommunikation. Auf Basis verschiedener additiver Fertigungstechnologien werden konzeptionelle und funktionelle Prototypen aus Polymer- und Metallwerkstoffen in Produktionsqualität hergestellt.

Weitere Informationen finden Sie unter www.mcb-group.com.

 

Über Flowserve

Die Flowserve Corporation ist ein börsennotierter Anbieter von Pumpen, Ventilen, Dichtungen und Dienstleistungen für Stromerzeuger sowie die Öl- und Gasindustrie mit Sitz in Irving, Texas. Der Konzern beschäftigt weltweit 16.000 Mitarbeiter in mehr als 50 Ländern.

Weitere Informationen finden Sie unter www.flowserve.com.

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MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH fertigt Ausstellungsstuecke für Messen in Japan, Singapur und Norwegen

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MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH fertigt Ausstellungsstücke für Messen in Japan, Singapur und Norwegen

WinGD bestellt Modelle, mit denen Messebesucher sich anschaulich über die am Stand beworbenen Produkte informieren können

Abb. 1: Von MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH produzierte Modelle auf der GASTECH Messe in Tokyo

Projektbeschreibung

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH wurde von Winterthur Gas & Diesel (WinGD), einem führenden Hersteller großer Zweitakt-Schiffsdieselmotoren, mit der Fertigung mehrerer Ausstellungsstücke für ihre Messestände beauftragt. Mithilfe dieser maßstabsgetreuen Modelle zum Anfassen sollen Messebesucher sich ein Bild von den Elementen des modernen Einspritzsystems eines WinGDMotors machen können.

 

Vorgaben des Kunden

WinGD hatte genaue Vorstellungen, die von den MCB-Ingenieuren in Hamburg umzusetzen waren:

  • Da die Originalbauteile sehr groß sind, sollten die Modelle in handlicherer Größe, sprich verkleinert, gefertigt werden.
  • Ein paar der Bauteile sollten aufgeschnitten dargestellt werden, um ihr komplexes Innenleben und damit ihre Wirkungsweise zu zeigen.
  • Einige Einzelteile oder Baugruppen konnten zu größeren Einheiten zusammengefasst gefertigt werden, ohne die Funktionalität der Modelle zu verändern.
  • Weitere Baugruppen konnten hohl ausgeführt werden, um Material zu sparen und das Endprodukt leichter zu machen.
  • Die Gehäuse der einzelnen verbleibenden Baugruppen sollten transparent sein, um die einzelnen Elemente sichtbar zu machen und ihr Zusammenspiel zu veranschaulichen.
  • Um die einzelnen Bauteile jeder Baugruppe voneinander abzusetzen, sollten sie farblich unterschiedlich ausgeführt werden.
  • Die Oberfläche der Ausstellungstücke sollte sehr glatt, die Innenteile lackiert sein. Eine hervorragende Bauteilqualität sowie eine hohe Detailgenauigkeit waren hierbei selbstverständlich.
  • Die einzelnen Baugruppen sollten in einem Präsentationskoffer mit maßgefertigten Schaustoffeinsätzen geliefert werden, um ihre Transportsicherheit zu erhöhen bzw. um Transportschäden zu minimieren.

 

CAD-Planung und Entstehung

Die Originalbaupläne der nachzubildenden Maschinenbauteile dienten als Vorlage für die zu fertigenden Modelle. Die ausführenden Ingenieure haben die enthaltenen Informationen skaliert, neu aufgeteilt, die Toleranzen angepasst etc., um sie dann für die Verarbeitung durch eine 3D-CAD-Konstruktionssoftware aufzubereiten.

Abb. 2: CAD-Visulisierungen der zu fertigenden Elemente

Auswahl des Fertigungsverfahrens

Für die Fertigung der Modelle standen mehrere 3D-Druckverfahren zur Verfügung. Die Ingenieure der MCB Group haben sich für das sog. Stereolithographieverfahren (SLA) entschieden, bei dem das Bauteil in einem Bad aus flüssigem Kunstharz Schicht für Schicht mithilfe eines Laserstrahls ausgehärtet wird. Das Verfahren bot sich vor allem wegen seiner hohen Präzision an (Schichtdicken von bis zu 0,05mm), sowie wegen der Möglichkeit, mit transparenten Materialien zu arbeiten.

Für die Fertigung kam der eigene SLA-Drucker der MCB Group zum Einsatz. Mit einem Druckraum von W800 x D600 x H400 und einem Harztank mit 300 Litern Fassungsvermögen ermöglicht er die Herstellung sehr großer Einzelteile.

Abb. 3: fertige SLA Bauteile

Endbearbeitung: Lackierung und Zusammenbau

Im Fertigungsprozess kommt nach dem 3D-Druck (der „additiven Fertigung“) die Nachbehandlung der Oberflächen, meist Polieren und/oder Lackieren – in diesem Falle beides. So konnten die Fit- und Formeigenschaften der Anschauungsmodelle optimiert und eine hervorragende Passgenauigkeit erzielt werden. Um die einzelnen Elemente der Baugruppen voneinander abzuheben, wurde mit unterschiedlichen Farben gearbeitet.

Abb. 4: Lackierung der Einzelteile der GAV-Baugruppe

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Die MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH hilft Ihnen bei der Umsetzung Ihres ganz persönlichen Messeprojekts und auch weitere Projekte: die Herausforderungen haben in den neuen dynamischen Gruppe keine Grenze, usw…

  • Mit Modellen fällt es Ihnen leicht, Ihren Kunden die Vorteile Ihres Produkts zu vermitteln. Nicht zuletzt die haptische Qualität der Modelle wird potentielle Käufer überzeugen.
  • Der Kunde überzeugt sich unmittelbar von der Kompetenz Ihres Unternehmens und der Wertigkeit Ihrer Produkte – und Sie erzielen eine in Bestellzahlen unmittelbar messbare Wirkung.
  • Ein selber erfahrbares Messeerlebnis (alleine die Neugier darauf) lockt deutlich mehr Besucher an Ihren Stand. Überzeugen Sie sich selbst!
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Über MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing, ein Tochterunternehmen der MCB Group mit Sitz in Hamburg, Deutschland, bietet 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Services für zahlreiche Bereiche an, z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Sport- und Konsumgüter, Dentalmedizin und Prothetik, Architektur und Telekommunikation. Auf Basis verschiedener additiver Fertigungstechnologien werden konzeptionelle und funktionelle Prototypen aus Polymer- und Metallwerkstoffen in Produktionsqualität hergestellt.

Weitere Informationen finden Sie unter www.mcb-group.com.

 

Über Winterthur Gas & Diesel

WinGD ist ein führender Entwickler von langsam laufenden Gas- und Dieselmotoren. Diese werden weltweit auf Seeschiffen aller Art eingesetzt, etwa auf Öl- und Produktentankern, Massengutfrachtern, Autotransportern, Stückgut- und Containerschiffen. Der Hauptsitz von WinGD befindet sich in Winterthur, Schweiz. In seinem Diesel Technology Center in Oberwinterthur verfügt WinGD über umfangreiche Forschungs- und Schulungseinrichtungen auf dem neuesten Stand der Technik. WinGD hat weltweit Niederlassungen und gehört der China State Shipbuilding Corporation (CSSC) an.

Weitere Informationen finden Sie unter www.wingd.com.

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Schulung 5

Bericht: MCB 3D Technology & Additive Manufacturing produziert Trainingsmodell für WinGD

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MCB 3D Technology & Additive Manufacturing produziert Trainingsmodell für WinGD

Das Modell einer Kraftstoffeinspritz-Steuereinheit soll an verschiedenen Standorten zu Trainingszwecken eingesetzt werden.

Abb. 1:  fertiges Modell der 3D-gedruckten Steuereinheit (links) / CAD-Modell Steuereinheit (rechts)

Anfang 2018 erhielt MCB 3D Technology & Additive Manufacturing von Winterthur Gas & Diesel (WinGD), einem führenden Hersteller großer Zweitakt-Schiffsdieselmotoren, den Auftrag, ein Trainingsmodell für Schulungszwecke anzufertigen. Dieses Modell der Kraftstoffeinspritz-Steuereinheit der modernsten Motorenreihe aus dem Hause WinGD sollte dem Originalbauteil sehr ähnlich, aber deutlich leichter, die einzelnen Komponenten wiederum farblich voneinander abgesetzt sein.

Da die ICU eine der Hauptkomponenten der modernen Common-Rail-Einspritzsysteme von WinGD ist, ist es von größter Wichtigkeit, dass die Besatzungen sie verstehen und korrekt bedienen. In speziellen Kursen werden die Ingenieure daher für den Bordbetrieb geschult, und das von MCB 3D-gedruckte Modell der ICU hilft den Ausbildern dabei, den Einspritzvorgang und die elektrische sowie elektronische Hardware des Einspritzsystems zu veranschaulichen.

Abb. 2: WinGD practical courses (links) / WinGD Engines Theoretical Courses (rechts)

Die Techniker der MCB Group bedienten sich für die Herstellung des ICU-Modells der FDM-Technologie (fused deposition modelling), eines 3D-Druckverfahrens, bei dem geschmolzener Kunststoff aus einer Düse das Werkstück Schicht für Schicht aufbaut.

Als Vorlage dienten die Originalbaupläne der ICU. Die Teile des Innenlebens, die später nicht sichtbar sind, wurden vorher am Computer ausgehöhlt, um das Endprodukt leichter und den Herstellungsprozess weniger komplex zu halten. Auf diese Art hat das Engineering-Team jedes Einzelteil separat modelliert und angepasst.

Nach der Fertigung wurden alle Teile nachgearbeitet und die jeweils notwendige Oberflächenveredelung durchgeführt. So wurde ein konzeptionelles Anschauungsmodell mit hervorragenden Fit- und Formeigenschaften hergestellt, mit dessen Hilfe die Ingenieure im Schulungszentrum von WinGD für die Arbeit an hochmodernen Schiffsdieselmotoren gemacht werden.

 

Über MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH

MCB 3D Technology & Additive Manufacturing, ein Tochterunternehmen der MCB Group mit Sitz in Hamburg, Deutschland, bietet 3D-Druck- und Rapid-Prototyping-Services für zahlreiche Bereiche an, z.B. Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Sport- und Konsumgüter, Dentalmedizin und Prothetik, Architektur und Telekommunikation. Auf Basis verschiedener additiver Fertigungstechnologien werden konzeptionelle und funktionelle Prototypen aus Polymer- und Metallwerkstoffen in Produktionsqualität hergestellt.

Weitere Informationen finden Sie unter www.mcb-group.com.

 

Über Winterthur Gas & Diesel

WinGD ist ein führender Entwickler von langsam laufenden Gas- und Dieselmotoren. Diese werden weltweit auf Seeschiffen aller Art eingesetzt, etwa auf Öl- und Produktentankern, Massengutfrachtern, Autotransportern, Stückgut- und Containerschiffen. Der Hauptsitz von WinGD befindet sich in Winterthur, Schweiz. In seinem Diesel Technology Center in Oberwinterthur verfügt WinGD über umfangreiche Forschungs- und Schulungseinrichtungen auf dem neuesten Stand der Technik. WinGD hat weltweit Niederlassungen und gehört der China State Shipbuilding Corporation (CSSC) an.

Weitere Informationen finden Sie unter www.wingd.com.

 

Neben WinGD beliefert die MCB 3D Technology & Additive Manufacturing  auch namhafte Unternehmen weltweit und aus der Region. Unsere Flexibilität und unser Know-how machen uns zu geschätzten Partnern in den unterschiedlichsten Branchen. 

Drei Kompetenzbereiche für maximale Kundennähe:

  1. Engineering Services
  2. Additive Fertigung
  3. CNC-Fertigung

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Dipl-Ing-Jean-Marius-Biawa

Ein 3D-Drucker kann auch Leben retten

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MCB Group Logo

Ein 3D-Drucker kann auch Leben retten

Jean-Marius Biawa, ein Mann mit afrikanischem Herzen, fertigt in seiner Firma mit zwei Dutzend Druckanlagen 3D-gedruckte Produkte nach individuellen Kundenwünschen an.

Nach vielen zufriedenen Jahren als Ingenieur für Luft- und Raumfahrttechnik fand Jean-Marius Biawa, es sei an der Zeit, ein eigenes Technologieunternehmen zu gründen. Im hit-Technopark hat er sich seinen Traum mit der „MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH“ nun erfüllt und sich mit seinen Mitarbeitern auf nach Kundenwunsch entworfene, 3D-gedruckte Produkte spezialisiert. Das Unternehmen möchte vor allem Maschinenbau- und Medizintechnikbetriebe sowie Unternehmen aus dem Auto- und Flugzeugbau ansprechen.

Biawa erzählt die Geschichte eines Mädchens mit einem Hirntumor in den USA. Wegen der schwierigen Lage des Tumors konnte nicht operiert werden. Nach einem CT und einer MRT konnte jedoch mithilfe additiver Fertigung (3D-Druck) ein detailgetreues Modell ihres Gehirns hergestellt werden. So konnten die Ärzte die Gefahrenstellen erkennen und das Mädchen schließlich erfolgreich operieren. Ein Beispiel für die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von 3D-Drucktechnik.

„Hart arbeiten, aber locker bleiben“, das ist Jean-Marius Biawas Lebensmotto. Der Familienvater bezeichnet sich als Mann mit afrikanischem Herzen und dem Arbeitseinsatz eines chinesischen Fabrikarbeiters, geprägt durch eine Studien- und Promotionslaufbahn in Deutschland (der Doktortitel in Festkörpermechanik ist in Arbeit). Das sei sein Erfolgsgeheimnis. Er stützt sich dabei auf seine Kollegen: Experten aus dem Flugzeug-, Maschinen- und Modellbau, aus Schifffahrt und Medizin, die aus der MCB Group ein junges und dynamisches Erfolgsteam machen.

Dem Unternehmen stehen inzwischen zwei Dutzend große 3D-Druckanlagen zur Verfügung, mit denen mit den verschiedensten Materialien gearbeitet werden kann.
Außer additiven Fertigungsverfahren bietet die MCB Group auch CNC-Dienstleistungen im Bereich der Fräs- und Drehtechnik an und in einem dritten Geschäftsbereich den kompletten Engineering-Full-Service: von der Beratung über das Design bis zur Fertigung der Werkstücke, alles aus einer Hand.
Und immer mit Blick auf die weniger Privilegierten. Biawa: „Einen Teil des Gewinns werden wir an soziale Projekte spenden.“

Den Originalbeitrag findet ihr bei HIT-Technopark

Prof-Dr-Ing-Thomas-Netzel

Interview mit Prof. Dr.-Ing. Thomas Netzel: 3D-Druck auf dem Weg in die industrielle Fertigungspraxis

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Interview mit Prof. Dr.-Ing. Thomas Netzel und Dipl.-Ing. Jean Marius Biawa

3D-Druck auf dem Weg in die industrielle Fertigungspraxis

Additive Fertigung – oder 3D-Druck – ist eine der großen Zukunftstechnologien unserer Zeit.

  • Aber was genau erwarten führende Verfechter dieser Technologie von ihr?
  • Wie sehen sie ihr Potential, was trauen sie ihr zu? Was nicht?
  • Und was muss in Deutschland dafür getan werden, um auf diesem Gebiet nicht den Anschluss zu verlieren gegenüber Ländern wie den USA oder China?

Das Kommunikationsteam der MCB Group wollte es genauer wissen und hat Herrn Jean Marius Biawa, Geschäftsführer der MCB Group, und Herrn Thomas Netzel, Vizepräsident der HAW Hamburg, diese Fragen in einem vierteiligen Interview gestellt.

Prof. Dr.-Ing. Thomas Netzel ist Vizepräsident für Forschung und Transfer an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg.

Dipl.-Ing. Jean Marius Biawa ist Gründer und Geschäftsführer der „MCB 3D Technology & Additive Manufacturing GmbH“, einem Tochterunternehmen der MCB Group, die er ebenfalls leitet.

Vorstellung der Interviewpartner und ihres Wirkungsbereichs

Herr Biawa und Herr Netzel, guten Tag.

TN: Guten Tag.

JMB: Guten Tag.

Bitte erzählen Sie uns doch, was Ihre Aufgaben sind, und wie der Landkreis Stade, die Stadt Hamburg und die anliegenden Regionen davon profitieren.

JMB: Ich bin verantwortlich für die wissenschaftliche und technische Leitung der MCB Group und bin auch Senior Manager für übergeordnete Programme sowie die strategische Entwicklung des Unternehmens auf dem Markt.

Wir sind ein professionelles 3D-Druckcenter, das Ingenieurdienstleistungen anbietet und sowohl eine aktive Forschungsabteilung als auch ein Trainingscenter im Bereich des additiven Manufacturing (der additiven Fertigung) betreibt.

TN: Mir geht es als Vizepräsident der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg darum, das Thema Forschung und Transfer an unserer Hochschule weiterzuentwickeln – und hier zugleich der Metropolregion Hamburg wichtige Impulse zu geben.

Das Thema additive Fertigung beschäftigt uns beispielsweise in der Ausbildung, weil wir unsere Studierenden natürlich für Zukunftsthemen qualifizieren wollen. Zugleich beschäftigt es uns als Forschungs- und Transferthema. Einerseits beforschen wir additive Fertigung aktiv, andererseits suchen wir nach Lösungen für spezifische Fragestellungen, mit denen Unternehmen auf uns zukommen. Wir sind also auf drei Ebenen mit dem Thema additive Fertigung beschäftigt: Ausbildung, Forschung und Transfer.

Wo sind Sie zu finden, Herr Biawa, und wie kann man Sie erreichen?

JMB: Nach vielen Monaten der Planung und Vorbereitung haben wir am 01. Juni 2017 unser neues Domizil im Hit-Technopark in Hamburg-Harburg bezogen, unweit vom alten Standort. Unser neues Büro bietet den nötigen Platz, um unseren Serviceinnendienst, die Servicehotline und die Vertriebsunterstützung weiter auszubauen und unsere Kunden noch besser zu unterstützen.

Sie haben als Start-Up-Unternehmer ein gewisses Netzwerk in der Region aufgebaut. Wie ist bei Ihnen und Ihrem Unternehmen denn jetzt der Stand der Dinge?

JMB: Wir haben im vergangenen Jahr sehr viele Kontakte knüpfen können, sowohl im Landkreis Stade als auch in Hamburg. Den Kontakt zu Institutionen wie der IHK, Universitäten, Wirtschaftsförderung, Banken, TWL usw. haben wir aktiv gesucht. Mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) und der Hochschule 21 haben wir jeweils ein Letter of Intent für eine Zusammenarbeit auf verschiedenen Ebenen unterschrieben. Dafür bedanken wir uns bei den Präsidenten und Vizepräsidenten dieser Hochschulen, die uns sehr unterstützt haben. Ein weiteres Dankeschön geht an die Mitarbeiter der Wirtschaftsförderung Buxtehude und Stade und der IHK, die uns ihre Bürotüren und Konferenzräume geöffnet und uns herzlich empfangen haben.

In welchen Branchen Sind Sie tätig und wo haben Sie Ihre Schwerpunkte gesetzt?

JMB: Die MCB Group ist eine dynamische Unternehmensgruppe, die mehrere Geschäftsbereiche, die auf unterschiedliche Aspekte der additiven Fertigung und der CNC-Fertigung von Hightech-Produkten aus Kunststoff und Metall ausgerichtet sind, unter einem Dach vereint. Wir bieten die folgenden Dienstleistungen an:

  • Additive Fertigung und 3D-Druck
  • CNC- & Fräsdienstleistungen: CNC-Fertigung (CNC- und 3D-Fräsen) – Lohnfertigung nach Maß
  • Klassische Ingenieursdienstleistungen: Entwicklung, Konstruktion, Dokumentation, Projektierung, Programmierung und Berechnung

Wie unterscheiden sich Ihre Dienstleistungen von anderen?

JMB: Wir sind nicht nur ein 3D-Druck-Unternehmen, wir sind auch ein Team von Ingenieuren mit unterschiedlichem Background (Mechatroniker, Luft- & Raumfahrttechnik, CFK und Schifffahrt), also ein Ingenieurbüro, das auch Forschung betreibt. Wir wollen die Technologie nicht nur begleiten, sondern auch aktiv dazu beitragen, dass sie ihren Siegeszug fortsetzt. Mit 3D-Druckern kann jeder Laie Objekte entwerfen und herstellen – ganz ohne eine Fabrik.

Unser Ziel ist es, diese Technologie weiterzuentwickeln, zu forschen und Anwendungsbereiche in der Medizin oder anderen Bereichen zu finden.

Was hat Sie dazu bewogen, auf additive Fertigung zu setzen? Ist der Markt bereit für Ihre Dienstleistungen?

JMB: Die aktuellen industriellen Anwendungen zeigen die zunehmend zentrale Bedeutung von 3D-Technologien für die Entwicklung neuer Produkte, die Steigerung der Produktionsleistung, sowie die Optimierung des Vertriebs. 3D-Technologien bilden auch die Grundlage für die Entwicklung komplett neuer Geschäftsmodelle bzw. Produkte: Sie nutzen die enge Verbindung von 3D-Erfassung und Rapid Manufacturing und finden sich sowohl in der Medizintechnik (z.B. Zahnprothetik, individualisierte Hörgeräte) als auch bei der on-Demand-Produktion von Ersatzteilen. Wissenschaftliche Veröffentlichungen und auch die Zahl der Patentanmeldungen in diesem Bereich zeigen: Die Entwicklung der 3D-Technologien findet in einem hochdynamischen Umfeld statt, in dem aber bisher Akteure aus den USA das Tempo bestimmen.

Für ein neues Produkt verteilen sich etwa 5 bis 10% des Budgets auf das Design und die Entwicklung von Prototypen, und 90 bis 95% auf die eigentliche Fertigung des Produkts. In diesem Bereich kann die Schraube angesetzt werden. Das ist der Grund, warum wir unser Know-how in diesem Technologiefeld ständig vergrößern wollen. Auch andere Unternehmen sollten ihren Fokus mehr auf diesen Bereich richten und beispielsweise Dienstleister wie die MCB-Group zu Rate ziehen.

Die additive Fertigung wird ein wesentlicher Bestandteil der industriellen Entwicklung und Fertigung werden.

Unterstützung für 3D-Technologien in Deutschland

Welche Form der staatlichen oder regionalen Unterstützung erhoffen Sie sich für die Förderung additiver Fertigungs- und anderer 3D-Technologien, Herr Biawa?

JMB: In der Realität sieht es leider gerade so aus, dass viele Gründer alleine dastehen und schließlich aufgrund mangelnder Unterstützung scheitern.

Im Ausland fließen Milliarden in den Aufbau einer konkurrenzfähigen 3D-Druckindustrie, doch das staatliche Engagement hierzulande und in unserer Region reicht noch nicht aus. Wir haben an viele Türen geklopft, doch es wurde immer nur wieder gesagt, die Technologie biete zwar viel Innovationspotential, aber auch ein großes Risiko.

Ich würde das nicht an Summen festmachen wollen, aber was mir zu denken gibt, ist dass die führenden deutschen Hersteller von 3D-Druckern von internationalen Konzernen aufgekauft werden, meist von US-amerikanischen. Denn dort wurde das Potential dieser Technologie bereits erkannt.

Und welche Form von Unterstützung können Sie als Hochschule innovativen Start-Up-Unternehmern geben, Herr Netzel?

TN: Wir können natürlich mit unserem Knowhow punkten. Gründer und Gründungsideen unterstützen wir aktiv, vor allem in ihrer Vorgründungsphase. Sie können bei uns nach Abstimmung zum Beispiel Zugang zu Räumlichkeiten oder Maschinen und Anlagen der Hochschule bekommen, etwa im Rahmen der EXIST-Förderung, einer Initiative des BMWI.

Wie werden Ihre Studierenden auf das zukünftige Arbeiten mit 3D-Technologien vorbereitet?

TN: Nun, das Thema ist immer stärker präsent. Der Vorgang des Konstruierens ist bei additiver Fertigung ja ein anderer als bei klassischer Fertigung, und dahingehend aktualisieren wir unsere Curricula. Dann haben wir in der Fakultät Maschinenbau und Produktion Themen der additiven Fertigung im Curriculum, wo auch praktisch vermittelt wird, mit den Systemen umzugehen.

Also z.B. auch Labore?

TN: Ja, wir haben ein 3D-Druck-Labor mit Anlagen, und wir schaffen nun noch weitere Räumlichkeiten dieser Art, sodass die Studierenden diese Systeme auch in der Lehre anwenden und nach ihrem Studium betreiben können. Es ist einfach eines der großen Zukunftsthemen schlechthin.

Es ist ja leider so, dass es momentan noch ein weit verbreitetes Misstrauen gegenüber dieser neuen Technologie gibt. Dass bei Ihnen eine Generation heranwächst, die dieses Misstrauen nicht hat, ist ein Riesenschritt.

TN: Genau. Es ist unsere Aufgabe als Hochschule, die Studierenden so auszubilden, dass sie mit diesen Systemen umgehen können. Wenn ich daran denke, dass es zu Zeiten meiner Ausbildung eine große Skepsis gegenüber CAD gab, oder dagegen, Dinge auszudrucken – das kann man sich gar nicht mehr vorstellen. Heute ist das selbstverständlicher Stand der Technik, und das wird mit der additiven Fertigung nicht anders sein.

In den USA, China, Japan oder Singapur fließen Milliarden in den Aufbau einer zukunftsweisenden 3D-Druck-Industrie. Reicht das Engagement von Staat und Banken in Deutschland?

TN: Das kann ich nur bedingt beurteilen, da ich nicht weiß, in welchem Umfang in Deutschland in dieses Thema investiert wird. Aus meiner Sicht muss Deutschland sich überlegen, wie beim Thema 3D-Druck mit Innovation und Transfer umgegangen werden soll, wenn man den Standort Deutschland zukunftsfähig halten möchte. Für solche Dinge muss auch mal Risikokapital in die Hand genommen und in Vorleistung gegangen werden. Wenn man sich überlegt, dass in China und den USA quasi milliardenschwere Wetten auf Zukunftstechnologien abgeschlossen werden, dann sehe ich nicht, dass Deutschland das in dieser Form leistet. Man könnte hier durchaus mehr tun.

Welche Formen der regionalen Unterstützung muss es geben, damit neu gegründete Unternehmen auch mit wenig Geld ihre Position am Markt verteidigen können?

TN: Innovation, Transfer und Gründung sind ja drei meiner Themen hier an der HAW Hamburg. Das Problem bei vielen Unternehmen ist, dass ihre Idee meist gut ist, der Businessplan ebenso, doch nach der Phase der Gründungsaktivität kommt irgendwann der sogenannte „Valley of Death“. Irgendwann muss man Aufträge akquirieren, um Geld zurückzuzahlen, doch die kommen noch nicht zustande. Meist handelt es sich um eine Durststrecke von einem bis zwei Jahren, in der es große Finanzierungsprobleme gibt. Da sind wir in Deutschland tatsächlich noch schwach aufgestellt; bei der Überbrückung dieser kritischen Übergangszeit sollte mehr passieren.

Es sollten dafür spezielle Förderinstrumente geschaffen werden, um den Unternehmen unter die Arme zu greifen. Diese können finanzieller Natur sein, aber auch in Form von Erfahrung, Beratung, Begleitung, Vernetzung usw. erfolgen.

Das erfordert ein regelrechtes politisches Leitbild mit einem ganz konkreten Bekenntnis zu Forschung und Zukunftstechnologien.

TN: Das hat man ja schon, bloß in der Umsetzung hapert es zum Teil. Es ist relativ gut möglich, Anschubfinanzierungen zu erhalten, und später bei der Unterstützung von Forschungsprojekten klappt es auch, aber bei dem dazwischen muss noch einiges passieren. Oft entscheidet sich in dieser Phase: Klappt’s oder klappt’s nicht?

Potential und Zukunft der additiven Fertigung

Herr Biawa, wo sehen Sie das größere Potential: bei der additiven Fertigung von Werkstoffen aus Metall oder aus Kunststoff?

JMB: Diese Frage lässt sich nicht so ohne weiteres beantworten. Wie immer gibt es hier zwei Seiten.

Die Medizintechnik und die Luft- & Raumfahrttechnik gehören in beiden Fällen zu den Vorreitern. Kunststoffe sind zum Beispiel in der Medizintechnik weit verbreitet. Der Anwendungsbereich reicht von der Verpackung von Pharmazeutika über Einwegartikel wie Spritzen bis hin zur mehrfach verwendbaren Operationswerkzeugen. Auch werden hier Konstruktionswerkstoffe wie PA 66, PA 6, PP oder PEEK eingesetzt.

Im Vergleich zum 3D-Druck mit Kunststoffen ist der Metalldruck momentan noch unausgereift, doch das Potential ist riesig. Die entsprechenden Technologien werden in naher Zukunft die tragenden Säulen der additiven Fertigung sein, davon bin ich überzeugt.

Wir bei der MCB Group investieren zunächst in Anlagen für den 3D-Druck von Kunststoffen. Für Werkstücke aus Metall bieten wir dieselben umfangreichen Ingenieursdienstleistungen an und sind natürlich auch in der Lage, bei einem unserer Partner additiv zu fertigen. Wir möchten die Technologie aus Ingenieurssicht begleiten und viele entsprechende Projekte betreuen. Wir beobachten die Entwicklung sehr genau.

Eine Frage an beide Herren: 3D-Druck wird sehr oft in einem Atemzug mit Industrie 4.0 genannt. Welche Rolle spielt die additive Fertigung in diesem Zusammenhang, wenn man z.B. an digital vernetzte Fabriken denkt?

TN: Ich gehe davon aus: Systeme wird man in Zukunft so gestalten, dass man sowohl additiv fertigt als auch nachbehandelt, was Oberflächen- und Materialeigenschaften angeht. Man wird on demand produzieren – also Einzel- oder Kleinserienfertigung –, da die Umrüstzeiten nicht die einer klassischen Werkzeugmaschine sein und daher fast keine Rolle mehr spielen werden.

Da also alles zunehmend automatisiert wird, passt der 3D-Druck hervorragend in die Industrie 4.0. Beides sind Elemente einer industriellen Revolution: Nach der Dampfmaschine, der Elektrifizierung und dem Internet nun eben die Industrie 4.0, mit 3D-Druck, aber auch zum Beispiel intelligenten Bauteilen, bei denen sensorische und aktorische Eigenschaften direkt in das Material eingebracht werden.

JMB: Mit additiven Fertigungsverfahren wird die Zeit zwischen der Fertigstellung einer Konstruktionszeichnung, dem Produktionsbeginn und der Verfügbarkeit erster Produkte minimiert.

Additive Fertigung ist ein komplett digitaler Prozess. Aufgrund des Datenmanagements (Workflow) werden die Anlagen datentechnisch in die Fertigungsumgebung und die dazugehörigen Rechnersysteme eingebunden. Im Einzelnen gehören dazu unter anderem spezifische Engineering-Tools und 3D-CAD/CAE-Systeme. Dies macht es möglich, die verschiedenen Varianten eines Produkts per Simulation durchzuspielen, hocheffizient zu bewerten und dann zu produzieren.

3D-Druckprozesse sind per se digital – von Daten zum Bauteil ohne Formenbau. Welche Schritte sind bis zur massenhaften industriellen Verbreitung der additiven Fertigung noch notwendig?

JMB: Zur massenhaften industriellen Verbreitung der additiven Fertigung müssen noch viele Faktoren optimiert werden.

Die Palette geeigneter Werkstoffe für additive Fertigungsverfahren muss erweitert werden (z.B. technische Thermoplaste, farbige Werkstoffe), die Werkstoffe müssen in ihren Eigenschaften verbessert werden. Die bestehenden Technologien zur Oberflächenbeschichtung der additiv gefertigten Bauteile müssen optimiert und die Geschwindigkeit, Stabilität, Automatisierung, Stabilität und Reproduzierbarkeit der Prozesse deutlich verbessert werden – je nach Druckverfahren in unterschiedlicher Ausprägung.

Der größte Schritt ist die Reduzierung der Kosten für 3D-Drucker. Wenn die Preise sinken, wird der Absatz deutlich ansteigen.

Der zweite Faktor ist die Materialverfügbarkeit. Es müssen neue Materialien für 3D-Druck-Anwendungen entwickelt werden.

Die Zuverlässigkeit der Hardware muss optimiert werden und die Produktionsgeschwindigkeit erhöht.

Die Automatisierung fehlt noch fast komplett.

TN: Die Kurve der Verbreitung über der Zeit wird – wie bei anderen disruptiven Technologien auch – zu Beginn e-Funktion sein, die ihre stärkste Krümmungsänderung, bei 10-20 Prozent Marktdurchdringung hat. Wann werden wir an dem Punkt sein? Einerseits, wenn die Systeme stabil laufen, wenn man also weiß, mit welchem System man was stabil fertigen kann. Andererseits, wenn man das Vertrauen hat und weiß, dass es funktioniert.

Die Pioniere müssen sich bewiesen haben.

TN: Genau. Wenn man diese Durchdringung also erreicht hat, dann steigt die e-Funktion richtig an. Und das hängt davon ab, wie stabil und reproduzierbar jetzt schon produziert werden kann, wie reibungslos die Produktion funktioniert, und ob Geschwindigkeit und Kosten und Qualität stimmen.

Dann ist es auch noch so, dass der Mittelstand relativ große Beharrungskräfte hat. Wenn sich in diesen Kreisen nachhaltig herumgesprochen hat, dass man für einzelne Bauteile die klassische durch die additive Fertigung ersetzen kann und sich das auch noch lohnt, dann könnte das ein großer Treiber sein. Dass Airbus zum Beispiel mit 3D-gedruckte, bionisch entworfene Bauteile nutzt, hat durchaus Signalwirkung. In der Breite wird sich die Technologie erst durchsetzen, wenn der Mittelstand erkennt, dass es ihm in Zukunft einen Benefit bringt, den er bis jetzt noch nicht hat. Das muss vermittelt werden.

Und kleine und mittelständische Unternehmen brauchen den Benefit natürlich deutlich schneller, d.h. es muss vor allem billiger werden.

TN: Ja, und zuverlässig. Es wird heute zum Teil noch nicht so recht an die reproduzierbare Qualität geglaubt. Aber wenn sich herumspricht, dass sie gegeben ist, kann sehr schnell der Punkt erreicht sein, an dem die e-Funktion steigt. Hier haben Firmen wie MCB 3D Technology die Chance, Meilensteine zu setzen.

Eigentlich ist die nächste Frage damit auch schon fast beantwortet, Herr Netzel: Verstehen Sie die Zögerlichkeit innerhalb des klassischen produzierenden Gewerbes in Bezug auf additive Fertigung?

TN: In Deutschland ist man mitunter nicht so progressiv wie in anderen Ländern, in denen auch einfach mal probiert und geschaut wird, ob es funktioniert. Hier in Deutschland muss immer alles 100-prozentig funktionieren. Dies trägt allerdings auch dazu bei, dass „Made in Germany“ ein Qualitätsmarkenzeichen ist.

Welche Rolle, glauben Sie, wird die additive Fertigung in der Produktionslandschaft von morgen spielen?

TN: Ich denke, das eigentliche Knowhow werden die Konstruktionsunterlagen sein. Auf Basis von Konstruktionsunterlagen, die an einem beliebigen Ort entwickelt werden können, werden Dinge on demand druckbar sein. Es wird die Fertigung revolutionieren.

Auf viele Bereiche wird dies Einfluss haben, etwa auch auf die Ersatzteilhaltung: So wird ein Schiff, das bislang ja eine große Menge an Ersatzteilen an Bord haben muss, in Zukunft unter anderem nur einen 3D-Drucker und die entsprechenden Konstruktionsunterlagen mitführen müssen und die Ersatzteile dann nach Bedarf fertigen. Eine völlig neue Herangehensweise.

Und Bauteile, die heute gehärtet werden, oder hochtemperaturfest sein müssen? Das ist ja z.B. bei Schiffen der Fall. Meinen Sie, dass physikalische Eigenschaften, die heute mit Nachbehandlungen erzielt werden, irgendwann auch einfach so aus dem Drucker möglich sein werden? Ein Schiff kann so eine Nachbehandlung heute nicht leisten.

TN: Auch Zeitungsdruck war früher eine sehr komplexe Geschichte, mit riesigen, mehrstufigen Maschinen. Heute wird alles von einem einzigen Automaten erledigt. Aus meiner Sicht wird es in Zukunft Anlagen geben – das sage ich jetzt mal spekulativ –, in denen man Nachbehandlungen halbautomatisch wird durchführen können. Vielleicht gekoppelt mit Robotik, wer weiß? Sicherlich hängt das auch von der Art der Nachbehandlung, dem Automatisierungsgrad und dem jeweiligen Ausgangsmaterial ab. Aber das halte ich alles für lösbar. Wir stehen erst am Anfang.

Wie gesagt, ich denke, in zehn bis fünfzehn Jahren wird es State of the Art sein, dass das Knowhow in der Zeichnung steckt, beim Konstrukteur, beim Ingenieur – der die Zeichnung mit Methoden entwirft, die teilweise heute auch noch in Entwicklung sind, beispielsweise nach bionischen Prinzipien.

Eine Schlussfolgerung mehrerer Studien ist, dass sich mit der additiven Fertigung auch die Arbeitsweise in den Entwicklungsabteilungen wird ändern müssen. Wie ist das zu verstehen?

TN: Nun, zum einen ist es so, dass Produktentwicklung schon heute sehr virtualisiert abläuft, das heißt es wird zum Beispiel modellbasierte Systementwicklung betrieben. Zum anderen wird Konstruktion in Zukunft völlig anders ablaufen – wie ich es ja schon beschrieben habe. Konstruktion und Simulation werden viel stärker ineinander greifen, da dies deutlich schneller zu einem Produkt führt, vor allem wenn es additiv gefertigt wird.

Entwicklungs- und Konstruktionsabteilungen werden im Entwicklungsprozess also weiter zusammenrücken, die Grenzen werden verschwimmen, weil sie enger zusammenarbeiten müssen und werden.

Meinen Sie, das gilt auch für die Schnittstellen zwischen Hochschulen und den Unternehmen?

TN: Ja, das merken wir jetzt schon. Knowhow-Träger wie Studierende, die ja in diesen Technologien ausgebildet werden, werden bereits frühzeitig in Forschungs- und Entwicklungsprojekten von Unternehmen eingesetzt und stellen damit schon während ihres Studiums einen Mehrwert für diese Unternehmen dar. Es wird also noch viel mehr Transfer stattfinden.

Die Hochschulen werden in diesem Bereich ganz neue Geschäftsmodelle entwickeln müssen, um das Knowhow, das sie als Hochschulen haben, zu vermarkten und zu sichern. Auch hier gibt es in Deutschland durchaus noch Nachholbedarf.

Für welche Anwendungen ist additive Fertigung nicht die beste Lösung? Wo sind die – derzeitigen und inhärenten – Grenzen dieser Technologie? Herr Biawa?

JMB: Ich würde die Frage gerne von hinten aufzäumen: Wenn die Produktionsvolumina relativ niedrig sind und die Komplexität hoch ist, dann ist additive Fertigung das beste Verfahren. Das sind meiner Meinung nach die wichtigsten Prozessgrößen. Wenn die Teile groß sind, ist es schwieriger, den Einsatz additiver Prozesse zu rechtfertigen.

Und was meinen Sie, Herr Netzel?

TN: Bauteile, die sich subtraktiv besser fertigen lassen, sind wahrscheinlich solche, die verschiedene Eigenschaften in einer Baugruppe vereinen. Außerdem gibt es physikalische Eigenschaften, die mit additiv gefertigten Teilen derzeit noch nicht realisiert werden können, zum Beispiel Hochfestigkeit. Das ist natürlich eine Grenze der Anwendung.

Wenn Bauteile sowohl mechanische als auch etwa elektrische oder sensorische Funktionen beinhalten, ist es heute so, dass die Elektrik bzw. Sensorik auf einen zuvor gefertigten mechanischen Unterbau aufgebracht wird. Diese Grenze wird aber in absehbarer Zukunft verschwinden.

Bei der Bauteilgröße sehe ich keine Realisierbarkeitsgrenze.

Ist der 3D-Drucker für Sie beide der Ausgangspunkt der vierten industriellen Revolution?

TN: Ob er der Ausgangspunkt ist, kann ich nicht einschätzen. Ich würde eher sagen, die nächste industrielle Revolution beinhaltet den 3D-Druck. 3D-Druck plus Umgang mit Daten, also Algorithmisierung, ist das Thema. Viele nennen das ja Digitalisierung, aber es geht darum, intelligente Algorithmen zu schaffen, zum Beispiel in der Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Und additive Fertigung wird ein integraler Bestandteil dieser Entwicklung sein.

JMB: Wir bei der MCB Group glauben fest an die Zukunft der additiven Fertigung von Kunststoffen und Metallen und werden die Technologie weiter mit Engagement begleiten. Bis zu einer wirklichen industriellen Revolution müssen jedoch noch sehr viele Hürden überwunden werden.

Die Zukunft der MCB Group

Herr Biawa, es gibt zurzeit sehr viele Gründungen im Bereich der Additiven Fertigung, die gemeinsam eine breite Palette an 3D-Druck-Dienstleistungen und -Produkten anbieten. Macht Sie das nervös?

JMB: Nein, ganz Im Gegenteil. Der Markteintritt weiterer Dienstleister lenkt den Blick der Öffentlichkeit auf die 3D-Druck-Industrie. Das ist auch gut für uns. Wenn sich immer mehr Menschen als Designer probieren und die Hersteller mehr Material und Drucker verkaufen können, sinken vielleicht die hohen Preise in diesem Bereich.

Wir konzentrieren uns weniger auf unsere Wettbewerber als auf unsere Ziele, die Qualität unserer Arbeit, die Optimierung unserer Arbeitsprozesse und die Zufriedenheit unserer Kunden.

Woran arbeiten Sie aktuell?

JMB: Momentan bewegen wir uns weg von reinen 3D-Druckdienstleistungen und hin zum Aufbau einer Engineeringplattform, mit einem Schwerpunkt auf Lösungsangeboten für individuelle fertigungs- und designtechnische Kundenwünsche. Gleichzeitig möchten wir im großen Stil aus- und weiterbilden.

Wir arbeiten an einem eigenen Medizintechnikprodukt, und wir bauen den Bereich CNC Manufacturing aus.

Was ist Ihre Vision für „MCB 3D Technology & Additive Manufacturing“?

JMB: Wir möchten gerne an prominenter Stelle dabei sein, wenn die additive Fertigung ihren Siegeszug feiert.

Weiterhin wollen wir auch andere Businesssegmente aufbauen, etwa im Bereich der Automatisierung und Robotik.

Und wie möchten Sie in Zukunft mit MCB 3D Technology zusammenarbeiten, Herr Netzel?

TN: Ich kann Vernetzungsarbeit leisten und mit Knowhow unterstützen. Den Austausch mit der Hochschule kann ich ebenso fördern, zum Beispiel bei der Werbung von Werkstudenten, Bachelor- und Masterarbeiten. Gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sind ebenso möglich; ich könnte mir sehr gut vorstellen, dass man in der Zukunft gemeinsame Anträge stellt.

Warum setzen Sie auf MCB 3D Technology? Was zeichnet dieses Unternehmen im Vergleich mit anderen aus?

TN: Der innovative Kern eines modernen Unternehmens wie MCB 3D Technology besteht  eben nicht aus seinen 3D-Druckern, die Gefahr laufen, schnell nicht mehr auf dem neuesten Stand zu sein. Sie sind lediglich die Befähiger.

Das eigentlich Wichtige, der innovative Kern, muss die Fähigkeit sein, Dinge zu entwickeln, die ein Alleinstellungsmerkmal haben. Etwa die Konstruktion von Systemen, die in ganz bestimmten Bereichen ganz bestimmte Eigenschaften haben: Knowhow dieser Art zu sichern ist sehr wichtig.

Und MCB hat den Vorteil, agil und flexibel agieren zu können.

 

Meine Herren, ich danke Ihnen für das Gespräch.

Das Gespräch führte Dipl.-Ing. Margaret Schindler,

Head Of Communications bei MCB 3D Technology & Additive Manufacturing

presse@mcb-group.com

Dipl. Ingenieur Margaret Schindler
Ihre Ansprechpartnerin bei Presseanfragen
für die MCB 3D Technologien & Additive Manufacturing GmbH
presse@mcb-group.com

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3D-Technologie in der Region Süderelbe – umfassende Kompetenz dringend gesucht!

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Die Region Süderelbe profitiert zwar in vielerlei Hinsicht vom Ballungsraum Hamburg, hinkt der Großstadt strukturell jedoch nach wie vor hinterher. Oft liegt es am mangelhaften Ausbau von Breitbandinternet und effizienter Infrastruktur, dass Zukunftstechnologien sich damit schwertun, sich hier anzusiedeln. Und das trotz bereits ansässiger Großunternehmen wie z.B. Airbus, die das Entstehen innovativer Dienstleistungen in ihrem Umfeld eigentlich begünstigen.

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Regionale Multiplikatorenrunde für Buxtehuder 3D-Druck-Startup

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Buxtehude: Führende Vertreter der Stadt und der Region – aus Bildung, Forschung, Wirtschafts- und Innovationsförderung – sind am Montag, dem 21. März 2016 im Stadthaus Buxtehude zusammengekommen, um ein breit aufgestelltes 3D-Druck-Startup dabei zu unterstützen, ein Kompetenzzentrum dieser Technologie für die ganze Region zu werden. Die hochkarätig besetzte Runde einigte sich auf diverse Formen der Vernetzung und Kooperation, um dem Unternehmen durch die zu erwartenden schweren ersten Jahre zu begleiten.

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