Problemstellung

Additive Fertigungsverfahren haben eine Revolution in der produzierenden Industrie initiiert. Einem weitläufigen Einsatz additiver Fertigungsverfahren stehen jedoch hohe variable Herstellkosten sowie Unsicherheiten der Unternehmen in Bezug auf die Qualifizierung und Vergleichbarkeit von additiv gefertigten Bauteilen entgegen. Bisher ist der Einsatz der Technologien stark durch manuelle Tätigkeiten geprägt. Für die Reduktion der Herstellkosten und die Sicherstellung der Qualität ist eine Industrialisierung des gesamten Wertschöpfungsprozesses nötig, um indirekte Effekte abzubilden und Optimierungspotenziale aufzudecken.

Die Industrialisierung der additiven Fertigung besitzt bis heute einen geringen Reifegrad. Durch die manuelle Ausführung der Prozesse besitzen diese eine geringe Reproduzierbarkeit. Die Technologiereife steigert sich sukzessiv von manuell geprägten Prozessabläufen bis hin zur autonomen additiven Fertigung. Für eine Steigerung des Automatisierungsgrads sind häufig hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung notwendig, die kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Gestaltung additiver Produktionsanlagen einschränken. Die Industrialisierungsansätze der additiven Fertigung weisen zudem häufig Interdependenzen auf, die bei einer Investition berücksichtigt werden müssen, um Potenziale heben zu können. Ein geringer Industrialisierungsgrad der additiven Fertigung steigert die Produktionskosten und schränkt die Einsatzfähigkeit der erstellten Bauteile aufgrund der geringen Reproduzierbarkeit ein.

Ziel des Forschungsprojekts

Das Ziel des Forschungsprojektes liegt in der Identifikation und Bewertung von Industrialisierungsansätzen entlang der additiven Wertschöpfungskette. Die identifizierten Industrialisierungsansätze sind hinsichtlich ihres Beitrags zur Optimierung des Wertstroms sowie der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von additiver Fertigung zu bewerten. Um dieses Ziel zu erreichen wird ein allgemeingültiger Wertstrom für die additive Fertigung mit Metall erstellt, mit dem Industrialisierungsansätze analysiert werden. Die in Zusammenarbeit mit der Wirtschaft erarbeiteten Lösungsansätze werden bewertet und deren Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen abgeschätzt. Um den Transfer der Ergebnisse in die Wirtschaft sicherzustellen wird ein IT-Tool entwickelt, welches die erarbeiteten Erkenntnisse zusammenfasst. Das Tool ermöglicht den Unternehmen, basierend auf den individuellen Bedürfnissen, Handlungsempfehlungen zur Industrialisierung der additiven Fertigung von Metallteilen zu erhalten.

Die Industrialisierung der Additiven Fertigung kann dazu beitragen eine Investition in diese neue Fertigungstechnologie auch für KMU attraktiver zu gestalten. Durch eine Standardisierung von Prozessen und deren Umsetzung können eine bessere Effizienz erreicht, die Fertigungsdauer und die damit verbundenen Kosten reduziert werden.

Industriepartner

Die Bedürfnisse von KMU werden in repräsentativen Expertengesprächen, regelmäßigen Workshops und Sitzungen eines forschungsprojektbegleitenden Ausschusses mit KMU und Großunternehmen erarbeitet.

Bei Interesse an der Mitarbeit des Forschungsprojektes melden Sie sich gerne jederzeit bei den unten genannten Ansprechpartnern.

Nutzen für KMU

Die durch das Forschungsprojekt zu erarbeitenden Lösungen bieten KMU ein Transformationskonzept für die Industrialisierung der eigenen additiven Fertigung entsprechend des gewählten Anwendungsfalls. Der konkrete Nutzen für KMU im Rahmen des Forschungsprojektes ist:

• Zugriff auf wissenschaftliche Untersuchungen ohne finanzielle Zusatzkosten
• Themenspezifischer Austausch mit anderen Unternehmen
• Realisierung von Wettbewerbsvorteilen durch die Nutzung eines IT-Tools zur Strategieentwicklung und Wirtschaftlichkeitsbewertung
• Vermittlung von Wissen über den aktuellen Forschungsstand
• Aktive Einflussnahme auf das Forschungsvorhaben und zukünftige Forschungsschwerpunkte
• Kooperation für unternehmensspezifische Studien/ Abschlussarbeiten

Ansprechpartner

Wenn Sie Interesse bei der Mitarbeit am Forschungsprojekt haben, melden Sie sich bitte bei den Ansprechpartnern des Forschungsprojekts.

• Michael Schöppe, M.Sc. (michael.schoeppe@wi.tum.de)

• Paul Menold, M.Sc. (paul.menold@wi.tum.de)

Publikationen zum Thema

• Eine Revolution in der Fabrik (FAZ am 01.01.2018)
• Die deutschen 3D-Drucker müssen erwachsen werden (Welt am 21.09.2018 )
• Industrialisierung der additiven Fertigung
  Teil 1 (Fabriksoftware.info am 21.05.2019)
  Teil 2 ( Fabriksoftware.info 2/2019)
• TCWreport 3D-Metalldruck (Horst Wildemann, 2021)
• Leitfaden Additive Manufactoring – Implementierung der additiven Fertigungsverfahren / (Horst Wildemann, 2019)

Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt

Im Rahmen des laufenden Forschungsprojekts wurden Steckbriefe zu den Industrialisierungsansätzen der additiven Fertigung erstellt. Zusätzlich wurden die Wechselwirkungen zwischen der Industrialisierung der einzelnen Wertschöpfungskettenabschnitten in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern bewertet.

Die Steckbriefe zu den Industrialisierungsansätzen können Sie hier im PDF-Format herunterladen: Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt

Das im Rahmen des Forschungsprojekts erstellte IT-Tool finden Sie unter folgendem Link: https://cloud.anylogic.com/model/3030d1b7-4a0b-46f0-8f73-f652c6a244f4?mode=SETTINGS