#Working3D: sechs Fragen an eine F&E-Ingenieurin

Mit dem Aufschwung der industriellen additiven Fertigung sind viele Unternehmen auf der Suche nach Fachkräften für diese neuen Technologien. Das haben wir auf unserem Stellenportal festgestellt, wo im vergangenen Jahr mehr als 900 Stellenangebote im Bereich 3D veröffentlicht wurden. Um die Welt der Arbeit weiter zu erforschen, präsentieren wir Ihnen eine neue Ausgabe von #Working3D. Wie Sie wissen, möchten wir Ihnen in dieser Artikelserie die verschiedenen Berufe in der additiven Fertigung vorstellen. Vielleicht ist das Ihre Chance, in diese Arbeitswelt einzusteigen. Nachdem wir die Rolle von Emilien Goetz bei Siemens und Lorenzo Mastria bei Roboze kennengelernt haben, haben wir uns heute mit einem der mit Spannung erwarteten Bereiche beschäftigt. Wir befragten Maria Montero, F&E-Ingenieurin beim Königlichen Niederländischen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (NLR).

3DN: Könnten Sie sich kurz vorstellen?

Maria Montero Sistiaga

Me llamo María Montero Sistiaga y desde 2020 soy ingeniera de I+D en el Royal Netherlands Aerospace Centre (NLR), en Países Bajos. Mi formación es en ingeniería de materiales y soy doctora en Ingeniería de Materiales por la Universidad de Lovaina (KU Leuven). En el NLR, me centro en llevar las tecnologías de fabricación aditiva a un nivel superior. Trabajo principalmente con tecnologías de metal, como la fusión láser por lecho de polvo (LPBF) y la deposición de energía directa (DED).

3DN: Wann haben Sie die additive Fertigung für sich entdeckt?

Während meines Bachelorstudiums im Jahr 2011 hatte ich die Möglichkeit, im Rahmen eines Erasmus-Aufenthalts an der KU Leuven (Belgien) meine Abschlussarbeit zu schreiben. Dort arbeitete ich ein Jahr lang mit 3D Systems (früher Layerwise) und der KU Leuven an der Optimierung des Tantal- und Wolframverfahrens. Dies war meine erste Erfahrung mit der additiven Fertigung, und seither habe ich diese Welt nicht mehr verlassen. Es war sehr bereichernd, Teil einer solchen Pioniergruppe im 3D-Druck zu sein, der Gruppe der Professoren Kruth und Van Humbeeck an der KU Leuven. Nach meinem Bachelor-Abschluss entschied ich mich, für mein Master-Studium und meine Promotion in Leuven zu bleiben, wo ich meine Fähigkeiten in den Bereichen Legierungsdesign, Prozessoptimierung, mechanische Charakterisierung, Pulverherstellung und Mikrostrukturforschung für LPBF weiter ausbauen konnte.

Nach einigen fruchtbaren Jahren in Leuven hatte ich die Gelegenheit, als F&E-Ingenieur bei NLR anzufangen, wo ich dank des multidisziplinären 3D-Druck-Teams, das wir haben, immer noch lerne. Das NLR ist ein Zentrum für angewandte Forschung, in dem wir versuchen, Brücken zu bauen, um potenzielle Konzepte (aus der Grundlagenforschung) in praktische Lösungen zu verwandeln, mit denen die Industrie weiterarbeiten kann.

3DN: Was ist Ihre derzeitige Aufgabe beim NLR und wie sieht Ihr Alltag aus?

Bei NLR bin ich F&E-Ingenieur und arbeite an mehreren Projekten im Bereich der additiven Fertigung mit. Ich arbeite mit drei wichtigen Metall-3D-Drucktechnologien: LPBF, DED und Fused Filament Metal Fabrication (FFF oder auch als FDM bekannt). Als F&E-Ingenieur arbeite ich sowohl auf der technischen Seite als auch im Projektmanagement, was jeden Tag anders macht. Mein Tag besteht aus der Teilnahme an verschiedenen Sitzungen, um den Fortschritt des Projekts zu verfolgen oder die Ergebnisse zu besprechen, sowie aus Besuchen in den Labors, um die Arbeiten an den Druckern oder den Testanlagen zu verfolgen.

Die Flaperon-Rippe wurde mit der DED-Technologie 3D-gedruckt (Bild: Royal NLR)

In der Forschung und Entwicklung wollen wir keine sich wiederholenden Arbeiten. Jedes Projekt ist einzigartig, so dass sich jedes Mal neue Herausforderungen ergeben, aus denen wir lernen. In solchen Fällen treffen wir uns mit der Arbeitsgruppe und diskutieren mögliche Lösungen. Der Vorteil der Arbeit bei NLR besteht darin, dass wir dank der verschiedenen Einrichtungen und Ausrüstungen, die uns zur Verfügung stehen, fast jeden Schritt der additiven Fertigungskette intern abdecken können.

Ein aktuelles Projektbeispiel war die Herstellung einer Flaperon-Rippe für ein Flugzeug der neuen Generation unter Verwendung der Titan-DED-Technologie. Es war das erste Mal, dass wir ein so großes und komplexes Teil mit Titan hergestellt haben. Deshalb haben wir ein Produktionsverfahren entwickelt, um die Rippe mit höchster Qualität und Präzision herzustellen und gleichzeitig die Abweichungen zu minimieren. Zu diesem Zweck wurden mehrere kritische Konstruktionsmerkmale optimiert, bevor das endgültige Teil hergestellt wurde. Dieses Projekt war aufgrund der Größe des Bauteils und des Aufbaus von Eigenspannungen im Titan eine große Herausforderung. Es war jedoch eine großartige Gelegenheit, die Grenzen der DED-Methode kennen zu lernen und eine andere Denkweise zu entwickeln.

3DN: Welche Kenntnisse und Erfahrungen sind für Ihre Arbeit erforderlich?

Der Vorteil der additiven Fertigung liegt in ihrer Vielseitigkeit. Es gibt verschiedene Disziplinen, die bei der Arbeit mit dem 3D-Druck eine Rolle spielen und auf die sich die Forschung und Entwicklung konzentrieren kann: Datenanalyse, Digitalisierung, Simulation und Modellierung, Mechanik, Materialwissenschaft, chemische Statistik, Maschinenbau usw. Daher erfordert meine derzeitige Position auch eine Kombination von Qualifikationen. Einerseits ist die Kenntnis von 3D-Modellierungswerkzeugen sehr nützlich. Andererseits ist es wichtig, Erfahrung mit dem Zusammenhang zwischen dem Verfahren, den Materialeigenschaften und der endgültigen Leistung des Teils zu haben. Ich würde daher ein Ingenieurstudium empfehlen, entweder Maschinenbau oder Werkstofftechnik.

Bild: Royal NLR

3DN: Was sind die größten Herausforderungen, denen Sie begegnen?

Die größte Herausforderung besteht darin, Vertrauen in die Technologie aufzubauen. Neben den großen Anstrengungen, die die Gemeinschaft unternimmt, um das Wissen zu erweitern und die Technologien auszubauen, müssen noch weitere Schritte zur Zertifizierung und Qualifizierung unternommen werden. Dieser Prozess hängt natürlich sehr stark vom jeweiligen Sektor ab. Im Falle der Luft- und Raumfahrt ist die Zertifizierung sogar noch wichtiger. Derzeit basiert der Qualifizierungsansatz auf Teilen, d. h. einem Entwurf, einer Plattformkonfiguration, einem Satz von Parametern, einer festen Pulvercharge und einer festen Maschine. Muss eine kleine Änderung vorgenommen werden, z. B. am Design, muss der gesamte Qualifizierungsprozess wiederholt werden. Dies ist zeitaufwändig und erfordert ein gründliches Verständnis der Beziehung zwischen Prozess, Material und Design. Bei NLR arbeiten wir derzeit an neuen virtuellen Qualifizierungs- und Zertifizierungsansätzen für die additive Fertigung.

3DN: Welchen Rat würden Sie jemandem geben, der in der Forschung und Entwicklung arbeiten möchte?

Ich denke, das Wichtigste ist, dass man bereit ist, anders zu arbeiten, zu lernen und offen für ständige Herausforderungen zu sein. Die additive Fertigung entwickelt sich sehr schnell, und es gibt noch viele Herausforderungen zu bewältigen. Wenn Sie also gerne nach Lösungen suchen und Dinge besser und effizienter machen, dann bietet die Welt des 3D-Drucks viele Möglichkeiten. Außerdem erstrecken sich die Technologien über mehrere technische Disziplinen, was sie zu einem spannenden Feld für viele Ingenieure macht.

Was ist Ihre Meinung zum Beruf der F&E-Ingenieurin? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN  mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.