3D-Druck von Industrie-Metallen

Upgrade für ein zukunftsorientiertes Maschinenbau-Studium

An der 1. Station, dem 3D-Drucker, werden Bauteile aus feinem Metallpulver, das durch Wachs und Kunststoff gebunden wird, gedruckt. Re: Florian Craß, Laboringenieur im Studiengang Maschinenbau.

Im 2. Schritt wird das Wachs an der Waschstation entfernt. Daneben: Axel Schölch, Laboringenieur der Fakultät Technik.

Matthilde de Serres, wissenschaftliche Hilfskraft, neben dem Sinterofen, in dem das Bauteil endgültig in ein Metallteil verwandelt wird. Das Bindematerial wird verbrannt, die Metallpartikel verschmelzen und das Metallteil ist einsatzbereit.

Die Fakultät Technik der DHBW Mannheim rüstet ihre Studierenden für die Arbeit im Herzen der Industrie 4.0. Neben einem fundierten Grundlagenwissen in allen technischen Studiengängen werden praxisorientierte Inhalte vermittelt, die die Studierenden ideal auf ihren Berufsalltag vorbereiten. Die jüngste Anschaffung der Fakultät zeigt deutlich, dass sie die besten Voraussetzungen zu mehr haben: Zu kompetenten Fachkräften mit hochaktuellem Wissen, die die an der DHBW Mannheim gelebte Innovationsfreude in ihrem Beruf weitertragen und somit eine Industrie 4.0 mitgestalten können.

Metall-Bauteile über Nacht

Für den gelungenen Praxistransfer auch in den Theoriephasen stehen den Studierenden an den Campussen Coblitzallee und Eppelheim eine vielfältige Laborlandschaft sowie zahlreiche Werkstätten zur Verfügung. Auch ein 3D-Drucker kann bereits seit einigen Jahren von Maschinenbau-Studierenden genutzt werden und gehört zur Ausstattung des Forschungsclusters Additives Fertigungslabor (AddLab). Während dieser überwiegend für die Erstellung von Kunststoff-Modellen eingesetzt wird, können mit dem neuen Metal X von Markforged reelle Bauteile aus Metall für die industrielle Verwendung hergestellt werden, u. a. für die Bereiche Maschinenbau, Elektrotechnik, Robotik, Automotive, Luftfahrt oder Medizintechnik. Auf diese Weise entstehen in kurzer Zeit komplexe Bauteile für die Serienfertigung, die in der spanabhebenden Fertigung wie z. B. Drehen oder CNC-Fräsen nicht möglich sind: Innere Wabenstrukturen oder andere Arten von geschlossenen Zellen, die von einer stabilen Außenhülle ummantelt sind. Außerdem können Bauteile in kleinen Stückzahlen oder kurzfristig Prototypen produziert werden – und das sehr fein: Das Drucksystem ist in der Lage, Bauteile wie eine Schraube mit 3 mm Durchmesser und einem funktionierenden Gewinde präzise zu drucken.

Neueste Entwicklung im 3D-Druck für Lehre und Forschung

Um am PC konstruierte Bauteile mit dem Metal X herzustellen, sind 3 Schritte an 3 Stationen nötig: Im 3D-Drucker werden Kunststoff, Wachs und Metallpulver Schicht für Schicht aufgetragen. An der Waschstation wird das Wachs entfernt und im Sinterofen werden die Bauteile gesintert, sodass der Kunststoff verschwindet. Geplant ist, dass Studierende ab dem Wintersemester in Laborveranstaltungen den Umgang mit dem kompletten 3D-Drucksystem lernen und ihr hochaktuelles Wissen in den Praxisphasen anwenden. Prädestiniert dafür sind Maschinenbau-Studierende der Studienrichtungen Produktionstechnik oder Konstruktion und Entwicklung, die ihre Design-Kreativität in vollem Maß ausschöpfen können. Somit erhält die zukunftsträchtige additive Fertigung eine noch höhere Gewichtung im Maschinenbau-Studienplan. Ferner kann das Drucksystem im Studierendenprojekt CURE Bauteile für den elektrisch betriebenen Rennwagen liefern oder in der Forschung zum Einsatz kommen, so z. B. im Promotionsvorhaben von Eric Chadwick, der mithilfe von additiver Fertigung neuartige Konzepte für PEM Brennstoffzellen und Elektrolyseuren entwickelt.