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Layer Performance über seine innovative Prozesssoftware zur Optimierung der additiven Fertigung

Am 19. Juni 2024 von Kaja F. veröffentlicht

Layer Performance ist ein deutsches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Prozesssoftware für den 3D-Druck spezialisiert hat, um hochwertige Bauteile auf allen materialextrudierenden Anlagen herstellen zu können. Ihre intelligente Slicing-Lösung überbrückt die Kluft zwischen traditioneller Massenfertigung und 3D-Druckverfahren, indem sie das direkte Aufdrucken auf bestehende Freiformflächen ermöglicht und die additiven Fertigung zu einer Produktionstechnologie für die Serienfertigung hochwertiger Bauteile transformiert. Das Unternehmen wurde darüber hinaus als Finalist der 3D Pioneers Challenge 2024, einem der höchstdotierten Wettbewerbe im Bereich des 3D-Drucks, ausgezeichnet. Mit ständiger Motivation neue Innovationen zu entwickeln, strebt Layer Performance danach, auch in Zukunft die Grenzen der 3D-Druckbranche zu sprengen.

3DN: Könnten Sie sich kurz vorstellen und erzählen, wie Sie zum 3D-Druck gekommen sind und wie es dann zur Gründung kam?

Wir sind Layer Performance, eine Ausgründung der RWTH Aachen, die Slicing Software für die materialextrudierende additive Fertigung entwickelt. Der 3D-Druck vereint verschiedene technische Disziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Softwareentwicklung und Werkstoffkunde. Es ist uns wichtig, all diese Disziplinen im Gründungsteam, bestehend aus vier Personen, abzudecken. Uns verbindet eine langjährige Erfahrung, teilweise seit mehr als 10 Jahren, in der additiven Fertigung. Durch unsere gemeinsame Leidenschaft und die Überzeugung, dass die nächste Revolution der additiven Fertigung im Bereich der Software liegt, haben wir zusammengefunden. Das Thema der nicht-planaren Bahnplanung wird seit 2018 von Lukas im Rahmen seiner Promotion untersucht. Seit der ersten Vorstellung der Technologie haben wir zahlreiche Anfragen aus der Industrie erhalten, da die Firmen die Vorteile einer vollständig dreidimensionalen Fertigungsstrategie erkennen und nutzen möchten. Daher haben wir 2022 beschlossen, die Entwicklung und den Vertrieb der Software im Rahmen einer Ausgründung umzusetzen. Unser Ziel ist es, „Additive Manufacturing at Scale” zu ermöglichen, also die additive Fertigung als wirtschaftliche Technologie für die Serienfertigung hochwertiger Produkte zu etablieren.

Das Team von Layer Performance (Bild: Layer Performance)

3DN: Was sind die Vorteile Ihrer Slicing-Software?

Die Vorteile unserer Slicing-Software zeigen sich in drei Kategorien: Bauteil, Prozess und Prozesseinrichtung. Bauteile erhalten durch die dreidimensionale Fertigungsstrategie eine glatte und hochwertige Oberfläche. Da der Treppenstufeneffekt entfällt sind auch aufwändige und kostenintensive Nachbearbeitungsschritte nicht nötig. Zusätzlich ermöglicht unsere Software die Anpassung der Fertigungsstrategie an die reale Belastung des Bauteils. Die Stränge und Schichten werden entlang der Belastungsrichtung ausgelegt, was die Bauteilfestigkeit um ein Vielfaches steigert und den Einsatz von 3D-Druck für technische, hochbelastete Komponenten ermöglicht. Auch lässt sich der Fertigungsprozess optimieren. Durch die intelligente Pfadplanung kann Bauteilmaterial bei gleichen Eigenschaften eingespart werden, was Leichtbauanwendungen ermöglicht. Zusätzlich wird Stützmaterial vermieden, was bis zu 90 % Material einsparen kann. Das wirkt sich positiv auf die Fertigungsdauer aus. Durch die anwendungsgerechte Bauteilanalyse unserer Software lässt sich die Produktionszeit um bis zu 96 % reduzieren.

Die schnellere Bauteilfertigung wirkt sich ebenfalls positiv auf die Energienutzung in der Produktion aus. Diese Ergebnisse lassen sich mit unserer Software, die mit jedem Computer oder Smartphone im Browser genutzt werden kann, unabhängig vom Erfahrungsgrad des Anwendenden erreichen. Wir verfolgen hier das „First-Time-Right“-Prinzip: eine einfache und verständliche Prozesseinrichtung sollte sofort und ohne Trial-and-Error zu hochwertigen Bauteilen, passend zum vorliegenden Anwendungsfall, führen. Da wir mit unserer Software direkt in der Prozessvorbereitung ansetzen, sind die erreichbaren Vorteile und Optimierungen enorm groß und auf jeder materialextrudierenden Anlage – von konventionellen Desktop-Anlagen bis zu Industrieanlagen mit Gelenkarmroboter – nutzbar. Außerdem enthält unser Slicer Voreinstellungen für die meisten Kunststoffe, von den im 3D-Druck üblichen Materialien wie PLA, PETG und ABS bis zu Hochleistungswerkstoffen wie beispielsweise fasergefülltem PA. Kunden können darüber hinaus eigene Voreinstellungen definieren und speichern. Neben Kunststoffanwendungen haben wir aktuell ein Projekt, bei dem es um die Reparatur von großvolumigen Metallbauteilen geht. Auch dies ist mit unserer Software möglich.

Layer Performance Vorteile

Die Vorteile von Layer Performance im Vergleich zu traditionellen Verfahren (Bild: Layer Performance)

3DN: An welchen Projekten arbeiten Sie derzeit und was waren Ihre spannendsten Projekte?

Aktuell arbeiten wir daran, die additive Fertigung mit konventionellen Verfahren wie dem Spritzgießen zu kombinieren, um die Vorteile beider Welten zu vereinen. Wir integrieren den 3D-Druck in bestehende Produktionslinien. Unser Slicer ermöglicht so nicht nur die direkte Fertigung hochwertiger Bauteile, sondern auch das Aufdrucken auf beliebige Freiformflächen. Dadurch können Produkte individualisiert und Fertigungstoleranzen vorgeschalteter Produktionsprozesse ausgeglichen werden. Wir sind auch immer interessiert an Projekten, die Menschen direkt helfen. Daher sind Projekte im Bereich der Medizinprodukte für uns besonders spannend. Hier wird unser Slicer beispielsweise für die Fertigung von individuellen Prothesen, Orthesen und Implantaten genutzt. Von besonderer Relevanz sind hier die präzisen und glatten Oberflächen, die über eine vollständig dreidimensionale Fertigungsstrategie selbst mit kostengünstigen FDM-Anlagen erreicht werden.

Auch sind wir an vielen Projekten im Bereich der roboterbasierten additiven Fertigung beteiligt. So haben wir beispielsweise innerhalb weniger Tage die gesamte Karosserie eines innovativen Elektroautos gefertigt. Durch die richtige Kombination aus Fertigungsstrategie und Werkstoffen konnte das Fahrzeug wirtschaftlich, in kürzester Zeit und mit guten mechanischen Eigenschaften gefertigt werden. Auf der K-Messe 2022 haben wir innerhalb weniger Tage eine Kleinserienproduktion von Möbelstücken aufgebaut. Hier wurde unsere Software genutzt, um einen 50 cm hohen Hocker aus biologisch abbaubarem Material mit 50 % Holzanteil in nur zwei Stunden zu fertigen.

Layer Performance

Die Herstellung des Hockers aus umweltfreundlichem Material (Bild: Layer Performance)

3DN: An der 3D Pioneers Challenge haben Sie dieses Jahr auch mit einem innovativen Projekt teilgenommen, nämlich Printsugi. Wie entstand die Idee zu diesem Projekt und was möchtet ihr damit erreichen?

Die Menge der Kunststoffabfälle steigt drastisch. Die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OWZE bzw. OECD) erwartet die Verdreifachung der Kunststoffabfälle weltweit auf 1.014 Megatonnen pro Jahr im Jahr 2060. Hiervon wird die Hälfte in Deponien eingelagert und nicht einmal ein Fünftel recycelt. Hier kommt Printsugi ins Spiel. Die innovative Lösung, die auf unserer Slicing-Lösung basiert, ermöglicht es, defekte Produkte zu reparieren. Durch den Scan des Bauteils und Soll-Ist-Vergleich wird die defekte Komponente extrahiert. Anschließend erzeugt unser Slicer nicht-planare Werkzeugpfade, um die defekte Geometrie direkt auf das Originalbauteil aufzubringen und dieses zu reparieren. So möchten wir die einfache Reparatur ermöglichen sowie einen Beitrag zur Reduktion von Kunststoffabfällen und der Verlängerung von Produktlebensdauern leisten.

Printsugi schließt die Lücke zwischen traditionellen Produktionsverfahren und additiver Fertigung. Große, identische Teile können in Massenproduktion hergestellt und dann durch direkten 3D-Druck auf das Bauteil funktionalisiert und individualisiert werden. So werden die Vorteile beider Welten kombiniert.

Layer Performance

Eine von Printsugi reparierte Tasse (Bild: Layer Performance)

3DN: Wo sehen Sie Layer Performance innerhalb der 3D-Druck-Landschaft in den nächsten Jahren?

Für die kommenden Jahre sehen wir, dass 3D-Druck in der Serienproduktion eine deutlich größere Rolle spielen wird als bisher. In der Industrie findet aktuell ein Umdenken statt: 3D-Druck muss nicht unbedingt das einzige verwendete Fertigungsverfahren sein, bei dem das gesamte Bauteil in einem Schritt und aus einem Werkstoff hergestellt wird. Vielmehr wird die additive Fertigung als Teilschritt in eine gesamte Prozesskette integriert. 3D-gedruckte Komponenten sind ein Teil eines gesamten Produkts. In solchen Fällen kommt es auf die Präzision des Materialauftrags, die hohe Produktionsgeschwindigkeit und eine unkomplizierte Prozesseinrichtung an. Unsere Slicing Software ermöglicht genau diese Aspekte. 

3DN: Haben Sie noch abschließende Worte an unsere Leserschaft?

Unser gesamtes Team befasst sich mit Begeisterung mit allen Facetten des 3D-Drucks. Daher freuen wir uns immer, von den speziellen Anwendungsfällen unserer Partner zu erfahren. Häufig entstehen in solchen Gesprächen neue Einsatzgebiete für die Technologie. Gerne besprechen wir individuelle Anforderungen, um die additive Fertigung in Ihren Serienproduktionsprozess zu integrieren. Mehr zum Unternehmen finden Sie HIER.

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*Titelbild: Bildbeschreibunstext: Die Fertigung der Karosserie eines Elektroautos

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