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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
Daniel Schreck
Daniel Schreck

Daniel Schreck

Projektleiter Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
+49 611 95017 8631 daniel.schreck@htai.de
Simon Schneider
Simon Schneider

Simon Schneider

Projektmanager Materialtechnologien
Konradinerallee 9, 65189 Wiesbaden, Hessen, Germany
+49 611 95017 8634 simon.schneider@htai.de
Clusterpartner
  • Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Cluster 3D-Metalldruck und additive Fertigung - Bionik
    Der 3D-Druck bzw. die additiven Fertigungsverfahren erleben seit den 2010ern eine rapide Entwicklung mit stetig neuen Durchbrüchen, sowohl hinsichtlich der verwendeten Materialen wie auch der druckbaren Modelle. Mit dem Cluster "3D-Metalldruck und additive Fertigung – Bionik" unterstützt die TransMIT GmbH die Unternehmen beim Aufbau oder beim Austausch der Kenntnisse, welche zur Nutzung der Technologie, Einführung neuer Materialien und Optimierung der Strukturen, insbesondere auch nach dem Vorbild der Natur – Bionik – notwendig sind. Damit rückt auch der Aufbau von neuen Geschäftsmodellen, Dienstleistungen und Kooperationen in und zwischen unterschiedlichen Branchen in greifbare Nähe.
  • Kunststoff Cluster Nordhessen
    Kunststoff Cluster Nordhessen
    Kunststoff Cluster Nordhessen
    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.
  • Kunststoff Innovations Netzwerk
    Kunststoff Innovations Netzwerk
    Kunststoff Innovations Netzwerk
    Im Kunststoff Innovationsnetzwerk vernetzen sich Kunststoff verarbeitende Unternehmen aus der Region Rhein Main Neckar, die an an den Themen Bio-Kunststoffe, Neue Materialien, Produktionsoptimierung und -automatisierung interessiert sind. Weiterhin werden fachlich passende Forschungseinrichtungen, Hochschulinstitute und Dienstleister eingebunden.
  • Materials Valley e.V.
    Materials Valley e.V.
    Materials Valley e.V.
    Der Verein Materials Valley e.V. wurde im Frühjahr 2002 unter der Beteiligung von Industrieunternehmen, Hochschulen, Forschungsinstituten, Institutionen der Länder zur Förderung von Technologie und Wirtschaft und Privatpersonen gegründet. Ziel des Vereins ist die Profilierung der Region Rhein Main als High-Tech Standort für Materialforschung und Werkstofftechnologie. Dies beinhaltet den Ausbau von Wissensnetzen zu einem langfristig angelegten Forschungsverbundnetz zwischen den wissenschaftlichen Instituten und Unternehmen der Region sowie zwischen Unternehmen als Grundlage für Kooperationen, gemeinsame Forschung und Entwicklung.
  • mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. – Kompetenznetzwerk Mikrosystemtechnik
    Das Rhein-Main-Gebiet hat viele innovative Hightech-Firmen und zeigt eine traditionell enge Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft, Forschung und Lehre. Im mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. haben sich Hersteller, Anwender und Zulieferer der Mikrosystemtechnik sowie herausragende Forschungseinrichtungen und Hochschulen aus der Region bereits seit 2004 zusammengeschlossen.
  • Optence e.V.
    Optence e.V.
    Optence e.V.
    Nach mehr als 15 jähriger Netzwerkarbeit ist Optence e.V. eine feste Größe in der Clusterlandschaft Hessens. Die Mitglieder profitieren durch persönliche Kontakte und Fachinformationen in Veranstaltungen und Arbeitskreisen. Industrie und Hochschulen rücken so enger zusammen und stärken durch gemeinsame Aktivitäten die Wirtschaftskraft der Region. Optence e.V. ist Gesellschafter der Photonics Hub GmbH, die zusammen mit dem Netzwerk bayern photonics im September 2018 gegründet wurde. In der Photonics Hub GmbH, die das operative Geschäft für beide Cluster durchführt, sind rund 190 Clusterakteure engagiert.
  • Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Wetzlar Network e.V. - Industrienetzwerk Optik Elektronik Mechanik
    Das Industrienetzwerk Wetzlar Network für die Bereiche Optik, Elektronik und Mechanik zielt darauf ab, den regionalen Wirtschaftsraum zu stärken und seine Entwicklung aktiv voranzutreiben. Das Wetzlar Network versteht sich als Vermittler, Kommunikator und Multiplikator. Es schafft die kooperative Basis dafür, dass das einzigartige Branchenprofil der optischen, elektronischen und mechanischen Industrie sowohl innerhalb der Region als auch im nationalen und internationalen Wettbewerbsumfeld noch stärker wahrgenommen wird. Darüber hinaus bewirkt die Vernetzung die noch gezieltere Nutzung der Kompetenzen und Innovationspotenziale.
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