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Additive Fertigung – Vorsprung gewinnen durch 3D-Drucker

Die additive Fertigung, gemeinhin als 3D-Druck bezeichnet, revolutioniert die industrielle Produktion. In der Anwendung wie in der Forschung sind hessische Unternehmen bereits stark in diesem innovativen Arbeitsfeld vertreten. Als Technologieland Hessen wollen wir diese Fertigungstechnologie vorantreiben - durch die vielseitige Unterstützung von Unternehmen und Forschungseinrichtungen.

Additive Fertigung ist keine Spielerei für Technikverliebte mehr, sondern längst im praktischen Produktionsalltag angekommen. Lampenschirme, Knochenersatz, Handyhüllen, Gebäude- oder Autoteile: All das wird bereits per „3D-Druck“ hergestellt. Selbst komplexe Komponenten für industrielle Anlagen werden gedruckt, wobei sich diverse technische Funktionen direkt in die Bauteile integrieren lassen.

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3D-Druck verändert industrielle Produktion

Was macht den 3D-Druck zu einem revolutionären Produktionsverfahren?

  • Der 3D-Druck ermöglicht die maßgeschneiderte Produktion von verschiedensten Objekten.
  • Es gibt wesentlich weniger Restriktionen in der Formgebung als bei konventionellen Fertigungsverfahren. Im Vergleich zum Fräsen oder Spritzgießen etwa lassen sich mit der additiven Technik extrem komplexe Geometrien und selbst filigrane bionische Strukturen erzeugen, die anders nicht möglich wären industriell zu produzieren.
  • Die zugrundeliegenden 3D-Konstruktionsdaten kann der Hersteller jederzeit am Computer anpassen und die Produkte dann erneut „ausdrucken“ – ohne Umrüstung der Anlage. Die Zeit für die Umsetzung eines neuen Designs schrumpft von Tagen oder Wochen auf Stunden oder Minuten.
  • Damit eignet sich der 3D-Druck sowohl für die Herstellung von Prototypen als auch für die Serienfertigung und die individualisierte Produktion.
  • Gleichzeitig kann die additive Fertigungstechnik dazu beitragen, Materialien effizient und ressourcenschonend einzusetzen.

Basis jeder additiven Fertigung ist ein Datensatz, der die Objektform in hauchdünnen Lagen beschreibt. Durch einfache Modifikation dieser Konstruktionsdaten können Hersteller individuelle Kundenwünsche oder neue Designideen schnell umsetzen. Die additive Fertigung sorgt für mehr Flexibilität in der Produktion und ebnet der Industrie 4.0 den Weg.

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Neue Verfahren und Materialien – Chancen für innovative Unternehmen

Übliche 3D-Drucker pressen den Werkstoff durch eine Düse und bauen ein Objekt Schicht für Schicht auf. Es gibt aber auch andere Verfahren: Beim selektiven Laser-Sintern beispielsweise entstehen die Produkte schichtweise aus einem Metall- oder Kunststoffpulver, das durch Laserbestrahlung verfestigt wird.

Mit verschiedenen Kunststoffen und Metallen funktioniert die additive Fertigung bereits industriell. Das Drucken mit Beton, Glas und anderen Materialien – von holzähnlichen Werkstoffen bis Pizzateig – befindet sich in der Testphase.

Da die additive Herstellung extrem komplexe Geometrien erlaubt, kann leistet sie einen Beitrag hinsichtlich der Materialeinsparung und damit der Ressourceneffizienz: Schuhsohlen, Helme und mehr können zukünftig aus leichten, filigranen und dennoch dämpfungs- und tragfähigen Strukturen nach dem Vorbild der Natur bestehen statt wie bisher aus massivem Material. So lässt sich der Aufbau unserer Knochen, ein scheinbares Durcheinander aus Hohlräumen und fester Knochensubstanz, problemlos mit dem 3D-Druck nachbilden.

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3D-Druck in Hessen – auf dem Sprung zum Standardverfahren

In Hessen arbeiten Materialentwickler, -verarbeiter, Ingenieursdienstleister und Anwender Hand in Hand, um die additive Fertigung aus der Nische in die Massenproduktion zu überführen. Ob Serienfertigung oder Herstellung von Unikaten: Zahlreiche Erfolgsbeispiele in Sachen 3D-Druck gibt es in Hessen bereits.

Mit der additiven Fertigung befassen sich auch hessische Forschungseinrichtungen. Forscher untersuchen zum Beispiel das 3D-Drucken mit dem Elektronenstrahl und entwickeln Keramiken für den Druck von Knochenersatz.

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Technologieland Hessen – Vorreiter in der additiven Fertigung

Wir vom Technologieland Hessen unterstützen hessische Akteure, die sich mit additiven Fertigungsverfahren beschäftigen. Vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen bieten wir einen Zugang zu diesen Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts, um ihre Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. In enger Zusammenarbeit mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen vermitteln wir Kontakte und Informationen. Wir geben Fachmagazine und Studien heraus und organisieren Veranstaltungen sowie Gemeinschaftsstände auf Messen.

Ansprechpartner
David Eckensberger
David Eckensberger

Dr. David Eckensberger

Projektleiter Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
8326 david.eckensberger@htai.de
Nicole Holderbaum
Nicole Holderbaum

Nicole Holderbaum

Projektmanagerin Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
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Clusterpartner
  • Automatisierungsregion Rhein Main Neckar e.V.
    Automatisierungsregion Rhein Main Neckar e.V.
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    Die Region Rhein-Main-Neckar spielt bei der Automatisierungstechnik ganz vorne mit. Überdurchschnittlich viele Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind in unterschiedlichen Fachdisziplinen der Automatisierungstechnik hier tätig. Ihre Erfahrungen und Kenntnisse werden im Netzwerk Automatisierungsregion Rhein Main Neckar gebündelt.
  • Automotive Cluster RheinMainNeckar
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    Der Automotive Cluster RheinMainNeckar wurde im September 2003 von IHK Darmstadt, dem Kreis Groß-Gerau und dem Ingenieurbüro Bertrandt gegründet. Er bündelt Kompetenzen spezialisierter Unternehmen der Automobilzulieferbranche und agiert als Koordinator und Moderator im Netzwerk.
  • DieMaschinenbauPartner e. V.
    DieMaschinenbauPartner e. V.
    DieMaschinenbauPartner e. V.
    Das Kompetenznetzwerk hat seinen Netzknoten im Bezirk Kassel und ist auf Nordhessen und die angrenzenden Regionen ausgerichtet. Ziel ist es, neue Geschäftsbeziehungen zu erleichtern, gemeinsame Projektarbeit zu fördern und die vorhandenen Kompetenzen zur Entwicklung und zum Bau von Sondermaschinen zu bündeln.
  • Engineering-High-Tech-Cluster (EHC) Fulda e.V.
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    Engineering-High-Tech-Cluster (EHC) Fulda e.V.
    In der Wirtschaftsregion Fulda beschäftigen sich zahlreiche Unternehmen mit dem Engineering und der Produktion von Anlagesystemen und Anwendungen in Hochtechnologien, insbesondere im Maschinenbau und der Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Der EH-Cluster bündelt die Interessen dieser Unternehmen.
  • Kompetenznetz Adaptronik e.V.
    Kompetenznetz Adaptronik e.V.
    Kompetenznetz Adaptronik e.V.
    Zu den Mitgliedern des Kompetenznetz Adaptronik e. V. gehören renommierte Unternehmen, die sich entlang der Wertschöpfungskette ergänzen, ebenso wie Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Der Verein bietet ein breites Kompetenzspektrum rund um die Adaptronik, von Materialien und Werkstofftechnik, über Sensorik und Aktorik bis hin zu Prototyping und Prüftechnik. Er bündelt die führenden deutschen Kompetenzen auf dem Gebiet der Adaptronik und ist damit die zentrale Anlaufstelle für Adaptronik im deutschsprachigen Raum.
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    Das Kunststoff Cluster Nordhessen ist ein Verbund von Unternehmen, dessen zielführende Aufgabe darin besteht, Kunststoffprodukte sowie Maschinen und Werkzeuge zur Herstellung von Kunststoffprodukten in Kooperation weiter zu entwickeln. Die Zusammenarbeit stützt sich dabei im Wesentlichen auf den technisch-wissenschaftlichen Austausch der Partner.
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    In Nordhessen sind viele Unternehmen der Metallbe- und -verarbeitung tätig. Diese Kompetenz in der Region zu bündeln, haben sich das Steinbeis-Transferzentrum Nordhessen, die IHK und die Wirtschaftsförderung Waldeck-Frankenberg zum Ziel gesetzt. Im April 2005 haben sie das MetallverarbeitungsCluster Waldeck-Frankenberg initiiert. Diese öffentlich-private Partnerschaft umfasst heute über 25 Unternehmen aus der Metallindustrie. Das Netzwerk schärft das Profil der Unternehmen nach Innen und Außen und vertritt deren Interessen regional und überregional. Es stärkt somit die Chancen hiesiger Unternehmen im Wettbewerb, erhöht die Wertschöpfung und fördert die Attraktivität der Arbeitsplätze in der Region.
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