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POLYLINE Projekt: die Zukunft der Fertigungsanlagen in der Automobilbranche

Auf 14. Mai 2020 von Sandra S. veröffentlicht

Bei POLYLINE (auf dem Engischen: Integrated Production Line Applications for Polymer-based AM Technologies) handelt es sich um einen Zusammenschluss mehrerer deutscher Unternehmen, die gemeinsam eine automatisierte Fertigungsanlage für die additive Fertigung von Plastikteilen entwickeln. Anwendung soll diese bei dem Automobilgiganten BMW finden. Dabei soll die gesamte Produktionslinie für Autoteile abgedeckt werden – beginnend bei dem CAD-Modell bis hin zur Qualitätskontrolle. Die entstehende Fertigungsanlage soll so aus einer Weiterentwicklung der additiven Fertigung mittels polymer-basiertem Lasersintern zu einem effizienten Produktionsprozess bestehen und somit wegweisend für die Zukunft der Industrie 4.0 in Deutschland sein. Für AM-Technologien bedeutet dies zugleich, dass diese mit klassischen Fertigungsprozessen wie beispielsweise der des Gießens mithalten können soll und so für die Produktion eines hohen Durchsatzes verwendet werden.

Skalierung der additiven Fertigung in der Produktion

Bereits in der Vergangenheit haben wir über die Vorteile der additiven Fertigung berichtet. Es ist längst bekannt, dass diese die Fertigung von äußerst komplexen Strukturen ermöglicht und Raum für individualisierte Produkte schafft. Bislang fand die Integration der additiven Fertigung in herkömmlichen Produktionslinien nur begrenzt Einsatz. Grund hierfür sind zum einen für die additive Fertigung spezifische Arbeitsabläufe und der geringe Automatisierungsgrad der Transportprozesse und fehlende Überwachung entlang der Prozesskette, wodurch eine Integration erschwert wurde. Für die nahtlose Integration der additiven Fertigung über das Prototyping hinaus hin zur skalierbaren Teilefertigung muss entsprechend eine Veränderung des Systems im digitalen sowie physischen Bereich erfolgen, um den Rahmen für die Implementierung der additiven Fertigung für hochqualitative Teile in großer Auflage zu fertigen und zugleich Raum für personalisierte Teile zu schaffen. Diese Vorhaben, vereint im POLYLINE Projekt, wird vom vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 10,7 Millionen Euro gefördert.

Die Partner des POLYLINE Projektes

Für die erfolgreiche Entwicklung einer solchen integrierten Linienanwendung von polymer-basierten AM-Technologie, sind 15 Forschungs- und Industrieunternehmen beteiligt – eine Kooperation, die in dieser Form bisher einzigartig ist. Zusammengefunden haben sich diese erstmals am 04. März 2020 bei dem weltweit führenden Technologieanbieter für den 3D-Druck von Metallen und Kunststoff, die EOS GmbH. Die automatisierte Fertigungsanlage wird mit dem EOS P500 Drucker ausgestattet, der mit Wechselrahmen und Echtzeitüberwachungsbildschirmen ausgestattet werden soll. Neben der Stellung der Drucker ist EOS zusammen mit dem Fraunhofer Institut (IML) verantwortlich für das Projektmanagement. Ein weiterer Partner ist die BMW Group, der weltweit führende Automobilhersteller im Premiumpreissegment, der bereits in der Vergangenheit auf 3D-gedruckte Teile gesetzt hat. Im Rahmen des POLYLINE Projektes bringt BMW das nötige Wissen im Bereich der Qualitätsstandards der Automobilindustrie ein. Partner sind zudem die Grenzebach Maschinenbau GmbH, die ein Experte in Sachen Automatisierung von industriellen Prozessen ist und 3YOURMIND, das mit dem Agile Software Suite für die Verwaltung von Datenströmen zuständig ist. Weitere Partner des POLYLINE Projektes sind die Additive Marking GmbH, DyeMansion GmbH, Bernd Olschner GmbH, Optris Ltd, Kumm-tec, das Fraunhofer IGCV und Fraunhofer IML und mit der Universität Paderborn, Universität Augsburg, der Universität Duisburg-Essen und der Technischen Universität Dortmund vier Universitäten.

Das Konsotrium des POLYLINE Projektes

Eine Ermöglichung der vollständigen Automatisierung vom CAD-Modell bis hin zur Qualitätskontrolle erfolgt eine enge Zusammenarbeit der Partner, bei der jedes einen Teil der Fertigungskette erarbeitet hat. Im Folgenden sollen einige der Schritte vereinfacht dargelegt werden.
Der 3D-Druck der Teile soll mit dem EOS P500 per Lasersintertechnologie erfolgen. Die Auftragsfreigabe der Drucker erfolgt durch Agile MES von 3YOURMIND. Die Sicherung des reibungslosen Materialflows und dem Transport zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten soll durch die Grenzebach Maschinenbau GmbH erfolgen. Die weiteren Schritte, über welche die Fertigungsanlage verfügen soll, können Sie zudem der folgenden Grafik entnehmen:

Schematische Darstellung der geplanten Lasersinter-Produktionslinie (Bildnachweis: Fraunhofer IML)

Weitere Informationen zum POLYLINE Projekt finden Sie hier.

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