SWISS R&D in 3D-Printing und Additive Manufacturing Dr. Manfred Schmid inspire AG, irpd, CH-9014 St. Gallen (manfred.schmid@inspire.ethz.ch) Verfahren Definition: Additive manufacturing (AM), n processes of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing fabrication methodologies. Funktionsprinzip: 1
Begriffe Spiegel 12/12 Fünf Szenarien bis 2035 Wie 3D-Drucker ganze Branchen verändern können Von Wilfried Eckl-Dorna 05/2013 Sie gelten als das nächste große Technik-Ding: Bereits heute stellen 3D-Drucker perfekte Zahnkronen her. In wenigen Jahren könnten sie sogar Häuser drucken - mit Daten aus der Cloud. Fünf Szenarien, welche Branchen 3D-Printing unter Druck setzen wird. 1. Teil: Wie 3D-Drucker ganze Branchen verändern können 2. Teil: 2014: Sesselunikate für jedermann 3. Teil: 2016: Mit gedruckten Werkzeugen zum Marktführer 4. Teil: 2020: Türgriffe selbst gemacht 5. Teil: 2025: Häuslebauer dank 3D-Drucker 6. Teil: 2035: Das Ende der großen Autofabriken Begriffe D printing A new brick in the Great Wall Additive manufacturing is growing apace in China Apr 27th 2013 BEIJING China to invest $245 million ( 160 million) in a seven-year project that will boost development of additive manufacturing. 10 public financed research centers for AM in China! 2
Verfahren VDI 3404 additive fabrication rapid technologies Fused deposition modeling - FDM Selective Laser Sintering / Melting SLS / SLM Stereo Lithographie - SLA Multi-jet Modeling - MJM Poly-jet Modeling - PJM Layer Laminated Manufacturing - LLM Digital Light Processing- DLP 3D-Printing 3-DP Verfahren Additiv Manufacturing (AM) 3D Printing (3-DP) und Rapid Prototyping (RP) Additive Manufacturing is the manufacture of end-use component parts using Additive Layer Manufacturing processes (ASTM) - Selective Laser Sintering & Melting (SLS / SLM) - Fused Deposition Modelling (FDM) 3
Verfahren Gartner Hype: 3D-Printing Additive Manufacturing R&D Team 4
R&D Team inspire ist das schweizerische Kompetenzzentrum für Produktionstechnik inspire entwickelt modernste Technologien und Methoden und stärkt damit die Innovationskraft und internationale Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Industrie inspire ist Forschungseinrichtung, Transfereinrichtung und Dienstleistungszentrum! Vorstellung SLS / SLM Anwendungen SLS / SLM SLS / SLM SLM Material Standardisation ASTM-ISO Prozesse Standardisation ASTM-ISO Maschinen Equipment Additive Manufacturing (SLS, SLM) Forschung auf 3 Säulen 5
Vorstellung Forschungsschwerpunkt der Produktentwicklungsgruppe liegt auf drei Bereichen des Maschinenbaus: Human behaviour Design for new technologies Validation Iteration Lehre Training Wann erfolgt die Entscheidung für AM? Integration in den Entwicklungsprozess Wie wird AM Potential identifiziert? Erstellung von Business Cases in frühen Phasen??? Was unterstützt Ingenieure im Design for AM? Spezifische Design Werkzeuge und Methoden Vorstellung Auswirkung von Additive Manufacturing (AM) auf Supply Chains Andere Kostenstruktur Stückkosten Traditionelle Verfahren (z.b. Spritzguss) Andere Supply Chain? Additive Manufacturing Menge Forschungsinteresse des BWI (Logistik, Operations und Supply Chain Management) Soll in AM Maschinen investiert oder Teile von Dienstleistern gekauft werden (Make vs. Buy)? Wie können geeignete Dienstleister identifizieren werden? Wie werden Teile am besten von diesen gekauft? Sourcing Plattform für Additive Manufacturing: www.additively.com 6
Möglichkeiten,business drivers für die AM Implementierung Ökonomische Kleinserien Produktion Enorme geometrische Freiheiten Integrierte Funktionalitäten ( Design Rules ) Produkt Personalisierung ( Medical ) Nachhaltigkeit ( Sustainability ) Neue supply chains und Geschäftsmodelle Möglichkeiten/Kosten Kosten konventionelle Fertigung «Complexity for free» Additive Manufacturing Komplexität 7
Kooperation 8