„Chancen im Mikrobereich nutzen“

Herr Göbner, EOS ist ein Spezialist erster Stunde im Bereich additiver Fertigungsverfahren. Welche aktuellen Trends sind in der Fertigung mittels Laser auszumachen?
In der industriellen Fertigung sind derzeit drei große Bereiche identifizierbar: die Individualisierung, die Funktionsintegration und die Miniaturisierung. Im Customizing und der Individualisierung haben die additiven oder auch generativ genannten Fertigungsverfahren ihre Stärken, weil hier keine Formen benötigt werden. Das Investment ist daher gering. Zweiter großer Trend ist die Funktionsintegration, begonnen mit der Mikroelektronik, hier liegt EOS bereits im kleinen zweistelligen Mikrometerbereich. Wir beobachten, dass sich die Tendenz, immer mehr Funktionen in denselben Bauraum zu packen, bei mechanischen Teilen ähnlich entwickelt. Ausgangspunkt dafür ist der dritte ebenso wichtige Sektor der Miniaturisierung, wobei das menschliche Interface bei beiden in Betracht gezogen werden muss. Die Bedienbarkeit muss nach wie vor gewährleistet sein. Beispielsweise ist eine weitere, wenn auch durchaus machbare Verkleinerung eines Smartphones nicht mehr sehr sinnvoll. Diese drei Trends sind die besondere Motivation und der Treiber in der additiven Fertigung.

… demnach spielt auch die Größe der Teile eine Rolle?
Ja, in der Tat. Die Anforderungen nach kleinen Teilen, die konventionell nicht mehr zu fertigen sind, steigen enorm an. Als Beispiel sei ein Rohr mit lediglich 2 mm Durchmesser mit 0,5 mm Wandstärke genannt, in das zudem Bohrungen und Ausfräsungen eingebracht werden müssen. Bei derart kleinen Bauteilen ist beim herkömmlichen Fertigen das Spannen das größte Problem, um eine konventionelle zerspanende Bearbeitung überhaupt zu ermöglichen. Es besteht die Gefahr, dass bereits beim Spannen das Teil beschädigt wird. Additive Verfahren haben dieses Problem nicht.

Wie begegnet EOS dieser Herausforderung?
Wir haben als additives Fertigungsverfahren für Mikrometallteile das Mikrolasersintern (MLS) entwickelt. Damit lassen sich Bauteile im Größenbereich von wenigen Millimetern fertigen. Wir erreichen bereits Details bis zu 50 µm und Bauteildichten von 99 Prozent mit Oberflächenrauheiten bis minimal Ra=2 µm.

Welche Materialien verarbeitet EOS?
Bei der industriellen Fertigung, das Mikrolasersintern betreffend, kommen meist Metallpulver wie CoCr oder Titan zum Einsatz. EOS-Maschinen können aber auch hochschmelzende Materialien wie Wolfram verarbeiten. Für metallische Werkstoffe sehen wir den derzeit größten Markt. Konventionell geraten Unternehmen bei diesen Materialien schnell an die Grenzen der Bearbeitbarkeit. Das additive Verfahren zeigt hier überzeugende Vorteile für die Mikrobearbeitung.

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„Die Nachfrage nach sehr kleinen, konventionell schwer zu fertigenden Teilen steigt enorm an.“
Joachim Göbner, EOS GmbH

Welche Branchen sind besonders an additiven Verfahren zur Herstellung von Mikrobauteilen interessiert?
Derzeit identifizieren wir sechs Branchen, in denen die additive Bearbeitung von Mikrostrukturen zum Einsatz kommt und die ein hohes Potenzial für eine effiziente Fertigung haben. Das sind neben der Medizingerätetechnik die Automobilbranche und der Formenbau sowie vermehrt auch die Raumfahrttechnik und die Schmuck- und Uhrenindustrie. Eine große Anzahl an Anwendungen gibt es in der Medizingerätetechnik. Seit Mitte 2009 kommen aus dieser Branche verstärkt neue Projekte. Insgesamt stammt etwa ein Drittel bis die Hälfte der Projekte aus der Medizingerätetechnik. Weitere interessante Projekte laufen derzeit in der Automobilindustrie an, die ein sehr hohes Potenzial aufweisen. Bereits seit längerem gibt es weitere Projekte im Formenbau. Hier zeichnet sich der generelle Trend ab, dass kleine Formen per additivem Verfahren schnell hergestellt werden können.

Und wie sieht es bei der Funktionsintegration aus?
Die Funktionsintegration ist ebenfalls ein wachsender Bereich. Gemeint sind metallische Bauteile, die aus mehreren ineinandergreifenden Teilen bestehen und konventionell nicht oder nur mit hohem Aufwand hergestellt werden können. Beispiele gibt es etwa in der Schmuckindustrie oder der Greifertechnologie. Hier wäre der Prozess konventionell um ein Vielfaches komplexer als per Lasersintern. Additiv erfolgt die Produktion sozusagen in einem Rutsch.

… das muss doch Zerspaner vom Lasersintern überzeugen, oder?
Ja und nein. Technologiegerechtes Konstruieren ist das Stichwort, das es gilt, in die Unternehmen zu transportieren. Sobald das verankert ist, ist der Mehrwert garantiert. Ansonsten dauert die Fertigung per Laser viel zu lange. Der Erfolg ist dann garantiert, wenn alle Chancen des additiven Verfahrens richtig genutzt werden.