Formnext 2025 Fraunhofer IAPT weitet Automation der Additiven Produktion aus

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Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT

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Fraunhofer IAPT auf der Formnext 2025: Automatisierung der Additiven Produktion mit Cobots, flexiblen Greifern, KI-Bildprüfung, weniger manuellen Schritten, komplexe Geometrien, In-situ-Glättung.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT stellt auf der Formnext 2025 (Stand D 69, Halle 12.0) die Automation der Additiven Produktion in den Mittelpunkt. Das Fraunhofer IAPT beschleunigt und vereinfacht die Qualitätssicherung der Additiven Produktion (Additive Manufacturing – kurz AM) mit einer innovativen Kombination von Machine Vision und kostengünstigen Kamerasystemen. Eine einfache Kamera und die KI-basierte Auswertung der Bilddaten ersetzen die bisher erforderliche, hochspezialisierte Sensorik.

Synthetische Daten revolutionieren KI-Training und Bildanalysen

Auch das aufwändige Produzieren umfassender, realer Bilder für das Training der künstlichen Intelligenz entfällt. Stattdessen erzeugt und nutzt das Fraunhofer IAPT synthetische Daten. Die Herangehensweise beschleunigt die Verfügbarkeit von KI-Modellen für Bildanalysen und das KI-gestützte Erkennen und Bewerten von Objekten in Echtzeit und ohne Qualitätseinbußen.

Die Lösung übernimmt relevante Schritte der Qualitätssicherung wie das Vermessen von Objekten oder die Identifikation von Fehlern. Die Einsatzgebiete gehen jedoch über die Qualitätssicherung hinaus. Ein weiteres Beispiel ist das Identifizieren und Sortieren von Bauteilen im Rahmen einer Automatisierung der Prozesskette.

Universelles Greifersystem bringt Flexibilität in die Automation von AM-Prozessen

Produzierende Unternehmen nutzen Additive Produktion typischerweise für Bauteile in geringer Stückzahl und häufig variierende Geometrien. Die große Bandbreite an Formen und Objekten grenzt den Einsatz klassischer Automatisierungslösungen für AM stark ein. Ein neues, geometrieunabhängiges Greifersystem des Fraunhofer IAPT hebt die Beschränkungen auf: Es übernimmt die Handhabung verschiedenster Bauteile - ob komplette Bauplattform, komplexe Geometrie oder filigrane Strukturen. Diese Flexibilität ermöglicht beispielsweise den bedarfsgerechten Einsatz kollaborativer Roboter entlang der AM-Prozesskette.
Das flexible Greifersystem ermöglicht die Automatisierung manueller Arbeitsschritte auch bei Kleinserien und Einzelteilen auf wirtschaftliche Art. Zudem erübrigen sich kostspielige Sicherheitssysteme und Sperrbereiche durch den menschenzentrierten Einsatz von kollaborierender Robotik.

Additive Fertigung

Formnext 2025: Additive Fertigung – Fokus auf Industrie & Wirtschaft

Materialeinsparung senkt die hybride Produktion

Die Entwicklung additiver Prozesse für das Bearbeiten geometrisch komplexer und filigraner Strukturen jeder Größe gehört zu den Spezialisierungen des Fraunhofer IAPT. Auf der Formnext präsentiert die Fraunhofer-Einrichtung die additive Verstärkung einer geschmiedeten Grundstruktur für die Herstellung einer Leitkante, der sogenannten Metal Leading Edge, zum Schutz von CFRP-Turbinenblättern.

Im Herstellungsprozess übernimmt das Fraunhofer IAPT eine geschmiedete Grundstruktur und trägt zusätzliches Material im DED-LB/P-Verfahren auf der schmalen Kante der Metal Leading Edge auf. Die exakte Platzierung des Materials, der korrekte Winkel und die genaue Einbringung der Energie erfordern eine komplexe Bearbeitungsstrategie und präzise Steuerung des Prozesses. Die Umsetzung erfolgt in einer synchronisierten 8-Achs-Bewegung mit einer eigenen Prozess- und Bahnplanungssoftware des Fraunhofer IAPT. Das Vorgehen garantiert das verlässliche Auftragen der Titanlegierung und schließt gleichzeitig jegliche Beschädigung des filigranen Bauteils aus.

 Die Expertise des Fraunhofer IAPT im Umgang mit filigranen Großstrukturen erlaubt die hybride Herstellung der Leitkante und damit die Einsparung von mehr als der Hälfte der in rein konventioneller Produktion benötigten Titanlegierung. Neben der Materialeinsparung senkt die hybride Produktion auch den Werkzeugverschleiß und den Aufwand für die Nachbearbeitung.

Technologie glättet die Oberfläche des Bauteils während der Produktion

Das Fraunhofer IAPT zeigt eine Innovation zur automatisierten Nachbearbeitung von Kunststoffbauteilen. Die Technologie lässt sich in bestehende FDM-Drucker integrieren und glättet die Oberfläche des Bauteils in-situ – also bereits während der Produktion. Mit dem Wegfall der Nachbearbeitung sinkt die gesamte Herstellungsdauer um bis zu 50 Prozent pro Bauteil können Einsparungen um bis 80 Prozent erzielt werden.