DyeMansion, EOS & Grenzebach realisieren erfolgreich erste automatisierte 3D-Druck-Produktionslinie für Kunststoffteile in großem Maßstab bei der BMW Group

Dem Projekt POLYLINE ist die erste erfolgreiche Umsetzung einer automatisierten additiven Fertigungslinie für Kunststoffteile in großem Maßstab gelungen. Auf dem Additive Manufacturing Campus von BMW haben die Projektpartner die 3D-Druck-Serienproduktion mit hohem Durchlauf in die Realität umgesetzt. Es ist daher nicht verwunderlich, dass BMW, DyeMansion, EOS und Grenzebach – vier Partner des Konsortiums – nach der festgelegten Projektlaufzeit von drei Jahren eine sehr positive Bilanz ziehen.

„Das erfolgreiche POLYLINE-Projekt zeigt, dass eine durchgängig automatisierte Fabrik mit 3D-Druck möglich ist – und das ist erst der Anfang“, sagt Philipp Kramer, CTO und Mitgründer von DyeMansion.
Dr. Blanka Szost-Ouk, Leiterin der Additiven Fertigung, Vorentwicklung und Planung bei der BMW Group, ergänzt: „Die automatisierte Prozesskette von POLYLINE passt zu den Druckern der nächsten Generation und unseren Standard-Produktionsanforderungen und ist aufgrund ihrer standardisierten Schnittstellen eine systemunabhängige Lösung. Das ist entscheidend für die Skalierung der Additiven Fertigung.“
Fabian Krauß, Head of Polymer Systems bei EOS, blickt voraus: „Wir haben dies bei BMW für die Automobilindustrie entwickelt und können das nun auf andere Branchen übertragen und anpassen.“
„Die Hauptvorteile der Automatisierung sind die Erhöhung der Produktivität und die Reduzierung der Stillstandzeiten der Anlagen sowie die Schaffung einer sicheren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter“, präzisiert Oliver Elbert, Leiter der Additiven Fertigung bei Grenzebach.
BMW, der Premium-Automobilhersteller, hat dem Projekt in seinem Additive Manufacturing Campus in München ein Zuhause gegeben und die Koordination der verschiedenen Projektpartner übernommen.
EOS, der weltweit führende Technologieanbieter im industriellen 3D-Druck von Metallen und Kunststoffen, war für den Druck mit seiner EOS P500 verantwortlich, die einen neuen Standard im Bereich der industriellen Additiven Fertigung setzt. Das System kann voll automatisiert und voll integriert werden. Der Automatisierungs- und Integrationsgrad hängt dabei vom jeweiligen Anwendungsfall ab und kann spezifisch an die jeweilige Situation angepasst werden. Der Drucker gewährleistet höchste Zuverlässigkeit, ein Höchstmaß an Homogenität, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit.
Als Spezialist für die Automatisierung industrieller Prozesse brachte Grenzebach sein Know- how für die intelligente und sichere Vernetzung von Fertigungsprozessen in das Projekt ein. Dazu gehört die Lösung Exchange P500/4, die direkt am Drucker platziert wird und automatisch den Wechselrahmen austauscht und die Bauaufträge in den Pufferstationen kühlt. Der automatisierte Transport des Wechselrahmens zu den nächsten Stationen mit dem sicheren Transportbehälter und einem fahrerlosen Transportfahrzeug (FTS). Und die Roboterzelle mit KLT-Handling- und Bin-Picking-Robotern zur Weiterverarbeitung und Sortierung der Bauteile. Darüber hinaus war die gemeinsame Entwicklung von automatisierten, industrietauglichen Hard- und Softwareschnittstellen in allen Prozessschritten ein zentraler Bestandteil des Grenzebach-Arbeitspakets.
DyeMansion, der weltweit führende Anbieter von Post-Processing-Lösungen für den industriellen Polymer-3D-Druck, war dafür verantwortlich, das richtige Aussehen und die richtige Haptik für die finale Anwendung zu liefern – also alle Bereiche der Nachbearbeitung: Reinigung, Oberflächenbearbeitung und Färbung. Die Prozesse von DyeMansion sind vollständig rückverfolgbar und gewährleisten eine gleichbleibende Qualität. Die Powershot DUAL Performance erfüllt alle Anforderungen an die physische Automatisierung, so dass sie ohne die Anwesenheit eines Bedienenden Batch für Batch kontinuierlich ablaufen kann.
Gemeinsam mit allen anderen Projektpartnern und dank der Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung ist es BMW, DyeMansion, EOS und Grenzebach gelungen, eine digitalisierte Produktionslinie der nächsten Generation zu entwickeln.
Dr. Blanka Szost-Ouk, Head of Additive Manufacturing, Predevelopment & Planning bei der BMW Group:
„Die heutigen Drucker sind schnell und bald werden sie noch schneller sein. Daher werden die Kosten pro Teil und Einheit logischerweise niedriger sein, aber die Druckaufträge müssen häufiger gewechselt werden. Um die Menschen in den Mittelpunkt zu stellen, müssen wir sie in den Mittelpunkt unserer Prozesskette stellen und diese effektiv, kostengünstig und einfach hervorragend machen, für glückliche und motivierte Mitarbeitende.
Die automatisierte Prozesskette von POLYLINE passt zu den Druckern der nächsten Generation und unseren Standard-Produktionsanforderungen und ist aufgrund ihrer standardisierten Schnittstellen eine systemunabhängige Lösung. Das ist entscheidend für die Skalierung der Additiven Fertigung.“
Phillip Kramer, CTO & Mitgründer von DyeMansion:
„Die Automatisierung ist eine der wichtigsten Kernziele unserer Strategie, die es ermöglicht, unsere Systeme in automatisierte Produktionslinien wie POLYLINE zu integrieren. Und das ist wichtig, um die Kosten pro Teil zu senken und die richtige Qualität in der gesamten Produktionskette zu gewährleisten.
Die Serienfertigung zu ermöglichen ist einer der Hauptgründe, warum wir DyeMansion gegründet haben. Und genau dafür sind unsere Systeme gebaut: um die Nachbearbeitung auf dieses Niveau zu bringen. Die Powershot DUAL Performance wurde für die Skalierung gebaut, so dass sie zehn oder sogar mehr Drucker in der Produktion bedienen kann und somit eine End-to-End-Fabrik möglich macht. Die wichtigste Erkenntnis dabei ist, dass eine durchgängig automatisierte Fabrik mit 3D-Druck möglich ist. Das erfolgreiche POLYLINE- Projekt zeigt, was möglich ist, und das ist erst der Anfang.“
Fabian Krauß, Head of Polymer Systems bei EOS:
„Die EOS P 500 setzt einen neuen Standard in der industriellen additiven Fertigung. Sie kann voll automatisiert und voll integriert werden. Der Automatisierungs- und Integrationsgrad hängt dabei vom jeweiligen Anwendungsfall ab und kann an die jeweilige Situation angepasst werden. Die Maschine gewährleistet höchste Zuverlässigkeit, ein Höchstmaß an Homogenität, Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit.
Neben einem hohen Automatisierungs- und Integrationsgrad bietet die EOS P 500 ein Höchstmaß an Flexibilität. Sie bietet verschiedene Betriebsarten und verfügt über einen Ein-Klick-Betrieb für die Ausführung in der Werkstatt sowie einen All-Access-Betrieb für Fertigungsingenieure. Durch die Verwendung von Industriestandard-APIs für Software- Konnektivität, Hardware-Automatisierung und Integration kann die EOS P500 in eine industrielle Umgebungen integriert werden.“
Oliver Elbert, Head of Additive Manufacturing bei Grenzebach:
„Das Ziel des POLYLINE-Projekts war die Entwicklung einer vollautomatischen Produktionslinie für das Selective Laser Sintering. Als Automatisierungsunternehmen bestand unser Beitrag darin, das Layout der Linie zu entwickeln, die Automatisierungsausrüstung für den Transport zwischen den verschiedenen Maschinen bereitzustellen und gemeinsam mit unseren Projektpartnern die Maschinenschnittstellen zu erstellen. Die Hauptvorteile der Automatisierung sind die Steigerung der Produktivität der Anlagen, die Verringerung der Ausfallzeiten der Anlagen und die Schaffung einer sicheren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter.
Die Automatisierung ist für die Serienproduktion unerlässlich, um die Produktivität der Anlagen zu erhöhen und die Kosten zu senken, damit sie mit der heutigen konventionellen Produktionstechnologie kompatibel sind."
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