10 Schlüsselkompetenzen für den industriellen 3D-Druck

Der industrielle 3D-Druck eröffnet Kunden ein immenses Potenzial für die Entwicklung neuer Anwendungen. Das Wissen, das für die additive Fertigung benötigt wird, reicht vom grundlegenden Verständnis der Technologie über die Auswahl von Bauteilen sowie deren Design und Konstruktion bis hin zur Skalierung und Validierung der Produktion.

Die Additive Minds Academy hat es sich zur Aufgabe gemacht, Menschen und Organisationen weltweit in die Lage zu versetzen, das Potenzial des industriellen 3D-Drucks für die nachhaltige Fertigung zu nutzen. 

Zunächst müssen sich diejenigen, die sich für die additive Fertigung interessieren, einen umfassenden Überblick über die einzelnen Phasen der Prozesskette und die eingesetzten Verfahren verschaffen.

Die Designphase ist einer der wichtigsten Schritte in der AM-Prozesskette. Ohne ein gutes Design kann keine andere Phase verlässlich ablaufen. Ein geschulter und kreativer Designer kann mit seiner Arbeit einen wichtigen Beitrag dazu leisten, dass der Pulververbrauch verringert, die Bauzeit verkürzt und die Gesamtkosten pro Bauteil gesenkt werden. Diese Fähigkeit macht ihn zu einem wichtigen Mitglied des AM-Teams. Für die Konzeption von 3D-gedruckten Teilen für konkrete Anwendungsfälle bedarf es der fundierten Kenntnis der Methoden und Richtlinien sowie der Chancen und Grenzen des 3D-Drucks. Hinzu kommt die Expertise, auf dieser Grundlage innovative und rentable Bauteile zu erschaffen.

Um eine großartige Anwendung zu entwickeln, muss man sich sowohl mit den Systemen als auch mit der eingesetzten Software perfekt auskennen. Für die Auswahl der für einen Anwendungsfall geeigneten Qualitätsparameter benötigt man Wissen zu den Prozessvariablen, z. B. den Oberflächenbereichen Up-Skin, Core und Down-Skin, zur Überlappung und zu Konturen.

Part Screening und Bauteil-Auswahl sind wesentliche Erfolgsfaktoren. Hierfür benötigt man verschiedene Fähigkeiten, um entscheiden zu können, welches Bauteil wirtschaftlich und technisch am ehesten geeignet ist, einen erfolgreichen und rentablen AM-Prozess sicherzustellen.

Jeder Werkstoff besitzt andere Eigenschaften und verhält sich im Prozess auf einzigartige Art und Weise. Um die Werte und deren Auswirkungen für die Datenaufbereitung zu verstehen, müssen Bedienkräfte eine Schulung zum werkstoffspezifischen Parameter Editor durchlaufen. Zudem müssen sie fundierte Kenntnisse zu den richtigen Lasereinstellungen für das Hatching, die Konturierung und die Kantengestaltung besitzen.

Gleichzeitig müssen die Merkmale verschiedener Werkstoffe bekannt sein, damit entschieden werden kann, welcher Werkstoff für einen Auftrag am besten geeignet ist. So kann es beispielsweise sein, dass Werkstoffe bei der Bearbeitung schrumpfen oder sich verziehen. Im Rahmen der Schulung zu den Eigenschaften der üblichsten Werkstoffarten erhält man ein eingehenderes Verständnis zur Datenaufbereitung und ihrer Bedeutung.

Wer den Prozess der Datenaufbereitung versteht, ist in der Lage, einen Auftrag optimal vorzubereiten, und Fehler bei der Bauausführung zu vermeiden. Bedienkräfte müssen wissen, wie man Stützstrukturen richtig anlegt, passende Werkstoffe auswählt und die besten Parameter für jeden Bauteiltyp bestimmt. 

Bevor Sie ein System bedienen können, benötigen Sie eine intensive Schulung zum sicheren und effizienten Betrieb des Systems und seiner Peripheriegeräte. Dieser Kurs deckt die Verwendung der Verarbeitungssoftware, das Rüsten, den Auftragsstart und die Prozessbeobachtung sowie die Nachbearbeitung und die Maschinenreinigung/-wartung ab.

Die additive Fertigung ist mit der Entwicklung und Aufbereitung des additiv zu fertigenden Bauteils nicht beendet. Ein wesentlicher Bestandteil des 3D-Druck-Verfahrens ist die Bestimmung der für realistische und akkurate Modelldarstellungen benötigten Nachbearbeitungsschritte. Sie müssen also die verschiedenen Methoden und Technologien zur Nachbearbeitung von Bauteilen kennen und in der Lage sein, Verfahren zur Entfernung des überschüssigen Pulvers, zur Trennung des Bauteils von der Bauplattform, zur Beseitigung der Stützstrukturen und zur Oberflächenveredelung anzuwenden.

Sie müssen die in der 3D-Druck-Branche geltenden Qualitätsvorgaben sowie die Verfahren zur Qualitätsmessung in den einzelnen Prozessphasen kennen. Darüber hinaus sollten Sie sich über die Qualitätskriterien, wie Maßgenauigkeit, Zugfestigkeit, Härte, Dichte und elektrische Leitfähigkeit, informieren.

Schließlich müssen Sie lernen, wie Sie eine Business-Case-Analyse selbst erstellen. Dies ist der Moment, in dem Sie das gesamte Wissen zur AM-Prozesskette einbinden müssen. Über die Analyse erfahren Sie, welche Auswirkungen die wichtigsten Kostentreiber haben und wie sich die Gesamtkosten pro Bauteil reduzieren lassen. Dabei müssen Sie sowohl die quantitative als auch die qualitative Seite der verschiedenen Arten von Geschäftsmodellen verstehen und in der Lage sein, diese den verschiedenen beteiligten Stakeholdern darzulegen.

Bevor Sie mit der Serienfertigung beginnen, sollten Sie die Produktion mithilfe eines sogenannten „Digital Twin“ simulieren. Mit diesem Test können Sie den Durchsatz und die Leistung Ihrer Produktionsstätte auf Basis des vorhandenen Maschinenparks, des geltenden Schichtsystems und der Wartungsverfahren usw. abstimmen.

Da die gesamte Prozesskette von der Beschaffung bis zur Produktion digital synchronisiert wird und alle Maschinen über IIoT-Plattformen verbunden sind und miteinander kommunizieren, können Sie Ihre Produktion problemlos an lokale Anforderungen anpassen und dabei die Transport- und Lagerkosten beträchtlich verringern. Mit „dezentraler“ Fertigung bezeichnen wir die Produktion in weltweit verteilten, kleinen und flexiblen Fertigungszentren, die dort produzieren, wo die Kunden sind und Bedarf besteht.

Ganz gleich, ob Sie ein Experte sind, der sich weiterentwickeln möchte, oder ein führender Anbieter oder Innovationsführer, der nach neuen Talenten sucht, um technische Fortschritte für sich zu nutzen: Die oben beschriebenen Arbeiten können nur von ordentlich geschulten Arbeitskräften erbracht werden.

Die Additive Minds Academy verfügt über ein umfangreiches Online-Schulungsprogramm zur Optimierung der Onboarding-Prozesse und zur Beschleunigung des Wissensaufbaus in dieser innovationsträchtigen Branche Das Portfolio umfasst für jeden Wissenstand die richtigen Online-Kurse und E-Learning-Module, die jederzeit und überall abgerufen werden können.

Autor: Patrick Schrade