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Industrieller 3D-Druck im Fokus

Interview mit Dr. Tobias Abeln„Industrieller 3D-Druck im Fokus“

EOS ist ein deutscher 3D-Druck-Pionier und auf den industriellen Markt fokussiert. SCOPE-Chefredakteur Hajo Stotz sprach mit Dr. Tobias Abeln, Geschäftsführer Technik und Entwicklung bei EOS unter anderem über die Frage, ob Hybridmaschinen effizienter sind als reine 3D-Druck-Anlagen und warum die Partnerschaft mit Trumpf nicht fortgesetzt wurde.

Dr. Tobias Abeln, EOS

SCOPE: Das Thema 3D-Druck gibt es unter wechselnden Bezeichnungen zwar bereits seit langem, doch erst seit kurzem nimmt es richtig Fahrt auf. Allerdings könnte man den Eindruck gewinnen, dass die Musik bei dem Thema nicht unbedingt in Deutschland spielt. Ist uns die USA beim 3D-Druck voraus?

Dr. Tobias Abeln: Zunächst müssen wir klar definieren, was wir darunter verstehen, wenn wir über „3D Druck“ sprechen. Reden wir von Endverbrauchergeräten oder industriellen Systemen? EOS fokussiert sich auf den industriellen 3D-Druck und nur für den können wir hier sprechen.

Was wir nicht bestätigen können ist, dass die Musik bei diesem Thema eher in den USA als in Deutschland spielt. Unsere Firmengeschichte zeigt, dass wir uns als deutsches Unternehmen äußerst erfolgreich im Markt für Technologien zur Additiven Fertigung (AM) positioniert haben: Bereits 1989 gegründet, ist EOS Pionier und weltweit führend im Bereich des Direkten Metall Laser Sinterns (DMLS) und gleichzeitig auch Anbieter des Laser Sinterns von Polymermaterialien. Wir sind sehr gut aufgestellt.Im vergangenen Geschäftsjahr konnte EOS seinen Umsatz weltweit im Vergleich zum Vorjahr um 53 Prozent auf 263 Mio. Euro steigern, alle Regionen entwickelten sich dabei über Plan.

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Was wir bestätigen können ist, dass auch wir insbesondere in Nordamerika im letzten Jahr ein Rekordergebnis mit mehr als 100 Mio. USD Umsatz erzielt haben. Nach unserem Heimatmarkt nimmt der US-Markt insgesamt am Deutlichsten Fahrt auf, aber auch Asien entwickelt sich sehr gut.

In Deutschland und Europa gibt es neben EOS einige wichtige Wettbewerber, aber natürlich auch einige in den USA. In den USA kommt hinzu, dass das Thema AM von staatlicher Seite erheblich gefördert wird, weil man sich von der Technologie u.a. verspricht, in einigen Bereichen Produktion aus Niedriglohnländern in die USA zurückzuholen. Ähnliche Programme wurden aber z.B. mittlerweile auch in China aufgesetzt. Auch in der EU und in Deutschland gibt es entsprechende Förderprogramme, wenn auch mit deutlich geringerem Volumen.

SCOPE: 3D-Druck ermöglicht neue Konstruktions- und Fertigungsansätze der Produkte. Müssen auch die Konstrukteure lernen, entsprechend zu entwickeln? Bieten Sie hierzu Weiterbildungsmöglichkeiten?

Abeln: Ja, unserer Ansicht nach ist ein Umdenken in der Konstruktion ebenso wie die Beachtung gewisser Designrichtlinien unabdingbar, um die Vorteile der Additiven Fertigung voll ausschöpfen zu können. Die Herausforderungen für Unternehmen bei der Einführung Additiver Fertigung ist, dass sie oft noch von konventionellen Fertigungsverfahren getrieben sind: Bauteile werden wie gehabt konstruiert und nicht auf den Prozess der Additiven Fertigung hin optimiert. In der Folge kann der Mehrwert der Technologie nicht vollständig genutzt werden. Werden jedoch Designrichtlinien für die Additive Fertigung stringent angewandt, lässt sich z.B. die Bauteil-Performance signifikant steigern oder die Technologie ermöglicht Anwendungen, die zuvor nicht kosteneffizient oder gar nicht möglich waren.

Der EOS Bereich AM Consulting bietet hierfür Consulting- und Trainingsleistungen an, die Unternehmen dabei helfen, sich von konventionellen Denkstrukturen zu lösen und ermutigt sie, die Konstruktion von Bauteilen völlig neu anzugehen. Diese Leistungen nehmen nicht selten EOS-Kunden in Anspruch, die erst anfangen, sich mit der Technologie zu beschäftigen. Ergänzend gibt es Trainings zu den Themen System, Parameter sowie weiterführende Trainings zu unterschiedlichsten Themen.

SCOPE: Zunehmend drängen Hybridmaschinen in den Markt, also die Kombination aus subtraktiver und additiver Fertigung. GF Machining hat ebenfalls eine Hybridmaschine kürzlich vorgestellt, entwickelt gemeinsam mit EOS. Ist das eine exklusive Partnerschaft oder sind sie da offen?

Abeln: Im Moment umfasst unsere strategische Kooperation ausschließlich die Zusammenarbeit mit der Firma GF Machining Solutions. Wichtig ist allerdings zu beachten, dass EOS und GF keine gemeinsame Hybridmaschine anbieten: Vielmehr verkauft GF Machining Solutions im Zuge dieser Kooperation Additive Systeme auf Basis der bewährten und erfolgreichen EOS-Technologie.

Gemeinsam planen GF Machining Solutions und EOS exklusive Lösungen für Formenbauer zu entwickeln. In diesem Markt hat GF dank seiner EDM-Maschinen, Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen und Automatisierungstechnologien eine führende Stellung inne. EOS bringt seine Additive Technologie ein, die durch Designfreiheit neue Möglichkeiten zur Funktionsoptimierung, wie z. B. eine konturnahe Kühlung, bietet. Von der Verkettung subtraktiver und additiver Fertigung versprechen wir uns einen hohen Mehrwert für unsere Kunden.

SCOPE: Wird es eines Tages eine eigene Hybridmaschine von EOS geben?

Abeln: Hierzu äußern wir uns derzeit nicht.

SCOPE: Gemeinsam mit Trumpf hatte EOS 2002 eine der ersten SLS-Maschinen entwickelt, die Trumpf dann bis 2006 baute. Trumpf ist vor kurzem wieder in den 3D-Druck eingestiegen – warum sind sie da nicht wieder mit an Bord?

Abeln: Ihre Frage trifft es nicht ganz. Prinzipiell gibt es eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit zwischen Trumpf und EOS, die im Sommer 2002 mit der Unterzeichnung einer Lizenzvereinbarung über gegenseitige Nutzungsrechte ihres jeweiligen Patent-Portfolios begann und die weiterhin gültig ist. Dennoch entwickeln sich Unternehmen auch unabhängig voneinander weiter, so auch in diesem Fall. Und generell ist Wettbewerb unserer Ansicht nach wichtig – kein Unternehmen kann den AM-Markt alleine entwickeln und den Einsatz von Technologien zur Additiven Fertigung alleine vorantreiben.

SCOPE: Der Trend zur Individualisierung und damit kleineren Stückzahlen kommt 3D-Druck entgegen, Kleinstserien in Metall werden bereits heute in 3D-Druck gefertigt. Gibt es auch Anwender, die 3D-Druck im Metallbereich auch für die Serienfertigung einsetzen?

Abeln: Ein gutes Beispiel ist unser Kunde MTU Aero Engines, der mithilfe von EOS Systemen Serienbauteile für Airbus-Triebwerke produziert. Im Detail geht es um die Additive Fertigung von Boroskopaugen – Zugangsöffnungen für die Triebwerksinspektion – für die schnelllaufende Niederdruckturbine des Getriebefan-Triebwerks Pure Power PW1100G-JM, das den Airbus A320neo antreiben wird. Das Hochfahren der Serienfertigung der Boroskopaugen hat bereits begonnen. 16 Teile pro Job sind vorgesehen, in Summe bedeutet das bis zu 2.000 Stück pro Jahr. Die Einsparungen im Vergleich zu traditionellen Verfahren sollen später im zweistelligen Prozentbereich liegen. Bereits jetzt ist die Qualität auf einem hohen Niveau. Gemeinsam arbeiten die MTU Aero Engines und EOS daran, die Nachbearbeitung der Bauteile weiter zu optimieren – vor allem an besonders glatten Oberflächen und der damit verbundenen perfekten Strukturmechanik.

Ein weiteres Beispiel ist GE – das Unternehmen stellt beispielsweise erste additiv gefertigte Komponente für ein Serientriebwerk her. Die Vorteile sind riesig – reduzierter Treibstoffverbrauch sowie verringerter Schadstoffausstoß führen zu einem immensen Wettbewerbsvorteil gegenüber den Konkurrenten.

SCOPE: Als Argument für den industriellen 3D-Druck ist immer wieder das Kostensenkungspotenzial in der Fertigung zu hören. Andererseits erleben die Hybridmaschinen deshalb einen Boom, weil sie kosten- und zeitsparender produzieren können als komplett additiv. Wie passt das zusammen?

Abeln: Wir sind der Ansicht, dass ein ausschließlich auf Additive Fertigung ausgelegtes System in Kombination mit beispielsweise einer „reinen“ Fräsmaschine für den Anwender vorteilhafter ist als eine Hybridmaschine, die beide Technologien – Fräsen und Additive Fertigung – vereint. So kann in dem Hybridsystem immer nur ein System arbeiten – entweder wird additiv gefertigt oder gefräst. Hat man dagegen zwei separate Systeme, können beide Maschinen idealerweise parallel und unabhängig voneinander in Betrieb sein. Das ist deutlich effizienter.

Hinzu kommt, dass es im Produktionsumfeld zukünftig in der Regel darum gehen wird, die Additive Fertigung in bereits existierende, zumeist konventionell dominierte Fertigungsumgebungen zu integrieren. Für ein Unternehmen macht es also wenig Sinn, ein Hybridsystem zu kaufen, wenn bereits eine Fräsmaschine vorhanden ist. Hier ist es wirtschaftlicher, stattdessen ergänzend ein System rein zur Additiven Fertigung anzuschaffen. So lässt sich das Beste aus beiden Welten kombinieren.

SCOPE: Das letztes Jahr von Carbon3D vorgestellte Clip-Verfahren ist bis 100 Mal schneller als bislang bekannte 3D-Druck-Verfahren in Kunststoff. Sind ähnliche Geschwindigkeitssteigerungen auch in Metall in naher Zukunft zu erwarten?

Abeln: Ihre Frage lässt sich nicht pauschal beantworten. Von welcher Grundlage wird ausgegangen, welche Werkstoffe werden eingesetzt und handelt es sich um vergleichbare Bauteile und produzierte Mengen.

Die Produktivität kann beim EOS Verfahren ganz generell durch unterschiedlichste Stellschrauben optimiert werden – so etwa über die Schichtstärke oder den Einsatz mehrerer Laser wie etwa bei der EOSINT P 760 oder zukünftig bei der EOS M 400-4. Es gibt weitere Stellschrauben, die zu einer stetigen Optimierung der Produktivität beitragen. Stetig verbesserte Laserleistungen oder auch die kontinuierliche Reduzierung von nicht produktiven Zeiten. Tatsache ist, dass sowohl unsere Kunststoff- als auch unsere Metalltechnologie bereits heute schon sehr schnell sind und kontinuierlich weiter entwickelt werden.

SCOPE: EOS konzentriert sich beim 3D-Druck aufs Lasersintern und damit in erster Linie auf den B2B-Bereich. Große Wachstumschancen werden aber die nächsten Jahre dem Endverbraucher-Markt vorausgesagt, also 3D-Druck auf Basis lichtaushärtender Harze. Reizt Sie dieser Wachstumsmarkt?

Abeln: Nein, EOS fokussiert sich auch weiterhin auf den industriellen Markt. Hier sind wir stark aufgestellt und erfolgreich positioniert. Gleichzeitig haben sich die Hoffnungen, die in den letzten Jahren in den Endverbrauchermarkt gesetzt wurden, erst einmal nicht erfüllt. Folgt man dem Gartner Hype Cycle für 3D-Druck 2015, so hat der Consumer 3D-Druck seine größte Hype-Phase mittlerweile hinter sich gelassen und muss sich nun durch eine breite Anwendung und Akzeptanz erst noch bewähren.Ein Prozess, den die Additive Fertigung für industrielle Anwendungen bereits hinter sich hat. Die EOS Technologie, und damit die Additive Fertigung, findet breite Akzeptanz in der Industrie und ist in der industriellen Fertigung angekommen.

SCOPE: Sie haben erstmals auf der Formnext und nicht auf der Euromold ausgestellt. Waren Sie mit der Entscheidung zufrieden?

Abeln: Um es kurz zu sagen: Ja. Wir waren sehr zufrieden mit dem Verlauf der ersten formnext und der Qualität der Kontakte. Unser Messestand war sehr gut besucht. Die Messe und ihr Veranstalter, die Mesago, haben damit das in sie gesetzte Vertrauen absolut bestätigt.

Wir haben uns letztes Jahr für die Formnext entschieden, weil die Messe aus unserer Sicht das größte Potential hat, langfristig die globale Leitmesse im Additive Manufacturing Umfeld zu werden. Aus diesem Grund planen wir auch in diesem Jahr wieder auf der Formnext auszustellen.

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