Formnext Awards – Bühne frei für den AM-Fortschritt

3D-gedruckte Interieurkomponenten für Flugzeuge 

AM Craft ist ein von der EASA zugelassener Luftfahrtzulieferer nach Part 21G, der seine Expertise im Bereich der Additiven Fertigung unter Einsatz von Polymeren, der Entwicklung und der Lufttüchtigkeitszertifizierung in einem verteilten Produktionsnetzwerk einsetzt, um sicherzustellen, dass die Kunden das richtige Teil zur richtigen Zeit am richtigen Ort erhalten. Wir entwickeln druckbare Teile, um Problemen in der Lieferkette wie häufigen Stillständen oder langen Lieferzeiten zu begegnen. 

Sobald das Problem für eine Fluggesellschaft gelöst wurde, bleibt der Entwurf in unserem digitalen Lager erhalten und kann für jeden Kunden mit einer ähnlichen Herausforderung erneut produziert werden. 

Das verteilte Produktionsnetzwerk von AM Craft bringt die Eigenfertigung und unabhängige lokale Partner unter ein gemeinsames Zertifizierungsdach, um die Produktion von Luftfahrzeugteilen an den Ort des Bedarfs zu bringen.  

AM Craft hat seinen Hauptsitz in Riga (Lettland) und ist an wichtigen Luftverkehrsdrehkreuzen in Europa, im Nahen Osten und in Asien vertreten. Es wird eine weltweite Kundenbasis bedient.

AM Craft auf der Formnext Start-up Area: Halle 11.0, D62E

Die Software von amsight definiert das Qualitätsmanagement und die Analytik im industriellen 3D-Druck neu. Die preisgekrönte Software senkt die Kosten für das Qualitätsmanagement um 70 Prozent. Erreicht wurde dies durch die Automatisierung von Qualitätsmanagementaufgaben sowie durch die einzigartigen KI-basierten Prozessoptimierungsfähigkeiten der Software.

Amsight auf der Formnext: Halle 12.1, B39C

Für Forschungszwecke geeignete, xenofreie Biotinte für den 3D-Druck menschlicher Gewebemodelle

TissuePrint ist eine für Forschungszwecke geeignete, xenofreie Biotinte, die für den Druck menschlicher Gewebemodelle entwickelt wurde. Es hat sich gezeigt, dass die Zellviabilität nach dem Druck weitgehend erhalten bleibt (>90%). Daher kann TissuePrint mit einer Vielzahl empfindlicher Zellen eingesetzt werden, wie zum Beispiel pluripotenten, endothelialen, kardialen, mesenchymalen und spermatogonalen Zelltypen. 

Während andere Tinten auf dem Markt nur mit einem Biodruckertyp kompatibel sind, wurden unsere Tinten für die Verwendung auf zahlreichen Biodruckertypen optimiert. TissuePrint wurde über mehrere Jahre im Betastadium getestet, um die Bedienungsfreundlichkeit für den Kunden zu maximieren und so den Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung eigener Formulierungen für Biotinten erheblich zu reduzieren. Alle unsere Produkte werden auf Sterilität und Zuverlässigkeit geprüft.

Axolotl Bioscience auf der Formnext Start-up Area: Halle 11.0, D62F

Entwicklung des 3D-Drucks für Stereolithographie auf Harzbasis

Die micro factory 3DSolutions GmbH hat sich auf die Entwicklung von 3D-Druckern für Stereolithographie auf Harzbasis spezialisiert. Unser Vorzeigeprodukt, ein vollautomatischer MSLA-3D-Drucker, rationalisiert den gesamten Druckprozess, einschließlich Waschen und Nachhärten, gewährleistet die Sicherheit der Anwender und vermeidet anstrengende Handarbeit. Der auf Präzision, Schnelligkeit und Flexibilität ausgelegte Drucker ermöglicht die Herstellung hochwertiger Dentalmodelle, die Unterstützung audiologischer Anwendungen und vieles mehr. Mit validierten Materialien und etablierten Pilotpartnerschaften bietet micro factory eine zuverlässige Lösung für alle, die ihre Effizienz steigern und einen konstanten Output gewährleisten möchten.

micro factory leistet Pionierarbeit auf dem Gebiet des harzbasierten 3D-Drucks. Ein Beispiel dafür ist die Markteinführung einer Desktop-Maschine, die das Drucken, Waschen und Aushärten automatisiert. Unsere Innovation erhöht die Sicherheit, indem sie die Freisetzung gefährlicher Stoffe verhindert und Skalierbarkeit für die Massenproduktion bietet. Das Ganze wird über Cloud-Konnektivität verwaltet.

Key Features

• Unsere einzigartige Maschine im Desktop-Format kombiniert alle drei Schritte des MSLA-3D-Druckverfahrens und bietet damit einen unschlagbaren Komfort sowie ein Plus an Sicherheit.
• Über die Automatisierung hinaus umschließt unsere unternehmenseigene Technologie den Druckprozess vollständig und schützt den Anwender so vor gesundheitsschädlichen Stoffen.
• Unsere cloudbasierte Plattform macht es möglich, Druckaufträge von jedem Ort aus und zu jeder Zeit zu verwalten. In Verbindung mit unserer vollständigen Automatisierung können Sie Ihre Aufträge erteilen und dann vergessen, denn unsere Maschine erledigt alles Weitere.
• Doch micro factory kann noch mehr, denn unser System ist auf Skalierbarkeit ausgelegt. Errichten Sie Ihre eigene Druckerei und gelangen Sie mühelos vom Prototyping zur Massenproduktion.
• Mit der lückenlosen Sensorüberwachung sorgen wir für maximale Prozesssicherheit.
• Mit einem Maschinenpreis von weniger als 30.000 Euro setzt micro factory den Maßstab für erschwingliche Produktionseinrichtungen.

micro factory auf der Formnext: Halle 11.1, E62

Nach zwei Jahren freuen wir uns, den erfolgreichen Abschluss unseres Programms zur Technologieeinführung bekanntgeben zu können. Wir konnten wichtige Meilensteine erreichen, zum Beispiel die Zusammenarbeit mit zwanzig innovativen Unternehmen, die Entwicklung hochwertiger und kostengünstiger Lösungen und die Schaffung eines Materialportfolios mit thermoplastischen Eigenschaften. Aufbauend auf diesem Erfolg sind wir stolz darauf, auf der Formnext 2024 unsere erste VLM-Produktionsplattform vorstellen zu können. 

Unsere Technologie ist in der Lage, eine unvergleichliche Bandbreite an Materialeigenschaften für verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen vertikalen Märkten zu erschließen, darunter Automobil, Aerospace, Wehrtechnik und Schuhherstellung. Unser Materialportfolio, das dank seiner Fähigkeit, hochviskose Materialien zu verarbeiten, von keiner anderen additiven Fertiungstechnologie übertroffen wird, reicht von starren Verbundwerkstoffen, die mechanische und thermische Eigenschaften kombinieren, bis hin zu funktionalen Elastomeren mit Eigenschaften, die mit EPDM oder Silikonen vergleichbar sind.  

Supernova auf der Formnext: Halle 12.1, C62 und auf der Formnext Start-up Area: Halle 11.0, D62J

Individuell angepasste 3D-gedruckte Zahnschiene vereinfacht und verbessert die Mundhygiene durch Verwendung eines einzigartigen Wasser-Luft-Gemischs 

Bei Enki Interdentalis entwickeln wir eine innovative Lösung für die Reinigung Ihrer Zähne. Unsere Zahnschiene, die für jeden Patienten individuell im 3D-Druck hergestellt wird, vereinfacht und verbessert die Mundhygiene, indem sie ein spezielles Wasser-Luft-Gemisch verwendet, um Nahrungspartikel und Plaque aus den Zahnzwischenräumen zu entfernen. Diese Methode ermöglicht eine schnellere, einfachere und effizientere Reinigung als herkömmliche Zahnseide oder Interdentalbürsten.

Das technische Konzept des Enki-Systems umfasst drei Hauptkomponenten, von denen jede zur Gesamtfunktionalität und Effizienz bei der Reinigung Ihrer Zahnzwischenräume beiträgt.

Die 3D-gedruckte Schiene ist ausschlaggebend für die Wirksamkeit der Reinigung. Jede Schiene wird basierend auf dem Zahnscan des Patienten individuell angefertigt. Die Schiene verfügt über ein sorgfältig ausgearbeitetes Kanalsystem, das den Druck gleichmäßig auf alle Zahnzwischenräume verteilt. Wir optimieren den Entwurf durch strömungsmechanische Simulationen und physische Prototypen. 

Die Düsen, die auf der Innenseite der Schiene zu den Zähnen hin ausgerichtet sind, spielen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit und Effizienz des Reinigungsprozesses. Die Ausrichtung und Form der Düsen führt zu präzisen Sprühwinkeln und ist darauf zugeschnitten, die Zahnzwischenräume effektiv zu erreichen, ohne das umliegende Zahnfleischgewebe zu schädigen. Die Düsenauslegung ermöglicht außerdem eine einfache Reinigung und verhindert Verkalkung und andere Formen der Verunreinigung.

Der Wasser-Luft-Kompressor arbeitet in enger Abstimmung mit dem Kanalsystem und den Düsen der Enki-Schiene. Der Kompressor wurde speziell entwickelt und erzeugt aus einem Wasser-Luft-Gemisch sogenannte Mikrotröpfchen, die einen stärkeren Impuls liefern als ein reiner Wasserstrahl. Diese Tröpfchen wirken wie Projektile, die von einem Luftstrom beschleunigt werden und gezielten Druck ausüben, um den Biofilm zu durchdringen und ihn durch Konzentration der Kraft auf Schlüsselbereiche effektiv zu entfernen.

Durch die Kombination dieser drei Komponenten reinigt das Enki-System sämtliche Zahnzwischenräume des Benutzers in nur drei Sekunden. Das ist besonders wertvoll für Pflegekräfte und Zahnärzte, deren Patienten aufgrund körperlicher Einschränkungen nicht in der Lage sind, ihre Zähne mit Zahnseide zu reinigen.

Enki Interdentalis auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Multimateriallösung für die Additive Fertigung durch Metallpulverbettschmelzen 

Zahnverlust ist eine weit verbreitete Zivilisationskrankheit, und die Zahl gut ausgebildeter Zahntechniker geht zurück. Hochwertige restaurative Lösungen für das Restgebiss werden jedoch immer noch häufig von Hand gefertigt, was sie sehr teuer und für viele Patienten unerreichbar macht. 

Diese Teleskopprothesen bestehen unter der Verblendung aus zwei verschiedenen Metalllegierungen, was ihre Herstellung so kompliziert macht: eine Kobalt-Chrom-Legierung für die Stabilität und eine Goldlegierung für den sicheren Sitz im Mund des Patienten.

Die industrielle Produktion von Zahnersatz beschränkt sich derzeit auf kostengünstige Lösungen wie Klammerprothesen oder Restaurationen aus Nichtedelmetall. Da viele Zahntechniker in den Ruhestand gehen und die Bevölkerung immer mehr altert, droht in Europa eine Versorgungslücke bei hochwertigem Zahnersatz. 

Wir haben eine Multimateriallösung für die Additive Fertigung entwickelt. Die Lösung basiert auf dem Metallpulverbettschmelzen, wobei die gleichzeitige Verarbeitung von zwei (und mehr) verschiedenen Legierungen in einer einzigen Komponente möglich ist. Ein Roboterarm wird eingesetzt, um die zusätzlichen Materialien in das Pulverbett einzubringen. Zum umfangreichen Know-how gehören auch die Laser- und Scanparameter, um die verschiedenen Materialien zu verschmelzen und vollständig dichte, originalgetreue Teile herzustellen. Dank einer vollintegrierten digitalen Prozesskette werden die Funktionsflächen der gedruckten Dentalteleskope anhand eines einzigen Datenmodells automatisch bearbeitet. 

Wir schaffen Synergien mit Zahntechnikern, verbessern ihre Effizienz und ermöglichen es ihnen, sich auf ihre Kernaufgaben zu konzentrieren. Der Zahntechniker entwirft die Prothese, wir erhalten ein digitales Modell, fertigen die Prothese und schicken sie zur Fertigstellung und Lieferung an den Zahnarzt zurück. Dieser automatisierte, auftragsbezogene Prozess verkürzt die Produktionszeit, erhöht den Durchsatz des Labors und eliminiert unrentable Schritte.

Fidentis auf Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Additiv gefertigte Aortenklappe soll Behandlung der Aortenklappenstenose revolutionieren 

Oryx Medicals entwickelt eine innovative, additiv gefertigte Aortenklappe, die die Behandlung der Aortenklappenstenose revolutionieren soll. Bei unserem Produkt handelt es sich um eine 3D-gedruckte, patientenspezifische mechanische Herzklappe, die die Langlebigkeit herkömmlicher mechanischer Klappen mit den Vorteilen des minimalinvasiven Verfahrens der Transkatheter-Aortenklappenimplantation (TAVI) verbindet.

Herkömmliche mechanische Herzklappen erfordern eine Operation am offenen Herzen (SAVR), die insbesondere für ältere oder weniger gesunde Patienten sehr invasiv und riskant ist. Obwohl mechanische Klappen eine lange Lebensdauer haben, ist der chirurgische Eingriff mit erheblichen Herausforderungen verbunden, darunter eine längere Genesungszeit, höhere Kosten und eine lebenslange Antikoagulationstherapie. Biologische Klappen hingegen können mit dem weniger invasiven TAVI-Verfahren implantiert werden, haben aber eine viel kürzere Lebensdauer und erfordern häufig innerhalb von zehn Jahren eine erneute Operation.

Unsere Lösung überbrückt diese Lücke. Die Klappe von Oryx Medicals kann mittels TAVI implantiert werden und bietet eine langlebige, minimalinvasive Option, die die Genesungszeit und das Komplikationsrisiko deutlich reduziert. Durch den Einsatz fortschrittlicher additiver Fertigungstechnologien sind unsere Klappen nicht nur langlebig, sondern auch patientenspezifisch. Jede Klappe wird auf die individuelle Anatomie des Patienten abgestimmt, was ihre Passform und Funktion verbessert und gleichzeitig mögliche Komplikationen wie Leckagen oder Thrombosen reduziert. Das maßgeschneiderte Design basiert auf medizinischen Bildgebungsdaten und ermöglicht eine präzise Anpassung an die einzigartige kardiovaskuläre Struktur jedes Patienten.

Die wichtigsten Merkmalen unseres Produkts:

• Lange Lebensdauer: Wie herkömmliche mechanische Klappen ist unsere Klappe auf eine lebenslange Lebensdauer ausgelegt, was die Notwendigkeit von Reoperationen deutlich reduziert.
• Minimalinvasive Implantation: Die Klappe kann mit dem TAVI-Verfahren implantiert werden, wodurch die Risiken und Komplikationen einer Operation am offenen Herzen vermieden werden.
• Patientenspezifisches Design: Die Klappe wird im 3D-Druckverfahren hergestellt, um der spezifischen Anatomie des Patienten zu entsprechen und ihre Passform und Funktion zu optimieren.
• Bessere Genesung und geringere Kosten: Schnellere Genesung und kürzere Klinikaufenthalte führen zu niedrigeren Gesamtkosten im Gesundheitswesen und einer geringeren Belastung des Gesundheitssystems.

Das additive Fertigungsverfahren ermöglicht uns die Schaffung komplexer Strukturen, die das physiologische Verhalten natürlicher Herzklappen imitieren und sowohl die Biokompatibilität als auch die Hämodynamik verbessern. Dadurch wird sichergestellt, dass die Klappe effizienter arbeitet, die mechanische Belastung der Blutzellen sich verringert und das Risiko einer Thrombose oder Hämolyse minimiert wird.

Oryx Medicals auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Soziale und umweltbezogene Lebenszyklusanalyse additiv gefertigter Gasturbinenkomponenten (L-PBF-Technologie) bei Baker Hughes

Baker Hughes hat sich als Energietechnologieunternehmen dazu verpflichtet, die eigenen CO₂e-Emissionen bis 2030 um 50 Prozent zu reduzieren und bis 2050 auf Null zu bringen, bezogen auf die Basis von 2019.

Bei dieser ehrgeizigen Initiative geht es um die Umstellung der Produktion von Gasturbinenkomponenten von traditionellen Gießverfahren auf neue additive Fertigungstechniken. Diese Umstellung zielt nicht nur darauf ab, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer von Gasturbinen zu verbessern, sondern stellt auch einen entscheidenden Schritt zur Verringerung der Umweltauswirkungen im Energiesektor dar. 

Mit diesen innovativen Ansätzen setzt Baker Hughes einen Maßstab für Nachhaltigkeit und technologischen Fortschritt in der Branche. Diese Arbeit konzentrierte sich auf Gasturbinenkomponenten, die aus Nickelbasislegierungen im Feingießverfahren hergestellt werden. Das Ziel war, diese Komponenten einer Lebenszyklusanalyse zu unterziehen und dabei einen Vergleich zwischen Gießen und Additiver Fertigung anzustellen.

Die größte Herausforderung des Projekts bestand darin, die ökologische und soziale Leistung von Hintergrundprozessen zu bewerten und die wichtigsten Einflussfaktoren und vernachlässigbaren Parameter zu finden, um den Entscheidungsträgern die Wahl zu erleichtern. Die Umstellung der Produktion auf Additive Fertigung kann die CO₂e-Emissionen je nach Anwendung um 16 bis 38 Prozent senken. Die L-PBF-Technologie kann sich durch Nachrüstungen sowohl auf Neuanlagen als auch auf Serviceeinheiten positiv auswirken. Der gleiche Ansatz könnte auf alle Gusskomponenten außerhalb des Gasturbinensektors angewendet werden.

Diese Arbeit befasst sich mit vier der siebzehn Zielen für die nachhaltige Entwicklung (SDGs) der Vereinten Nationen: erschwingliche und saubere Energie (SDG 7), menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum (SDG 8), verantwortungsvoller Konsum und verantwortungsvolle Produktion (SDG 12) und schließlich Klimaschutz (SDG 13).

Investitionen in die Bewertung, Berichterstattung und Verbesserung der Umwelt- und Sozialleistung eines Produkts bewegen Unternehmen zu nachhaltigen Veränderungen.

Baker Hughes auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Einzigartiges Verfahren für die binder- und sinterbasierte Additive Fertigung von Hartmetallen entwickelt.

Die CERATIZIT Austria GmbH in Reutte, Tirol (Österreich) hat ein einzigartiges Verfahren für die binder- und sinterbasierte Additive Fertigung von Hartmetallen entwickelt. Sinterkarbid, ein Verbundwerkstoff aus besonders harten, aber fragilen Wolframkarbidpartikeln, die durch ein duktiles Metall wie Kobalt gebunden werden, ist ein extremes Material, das eingesetzt wird, wenn selbst die härtesten Stähle bei Schneidwerkzeugen oder Verschleißteilen versagen. Die überlegenen Eigenschaften bedingen allerdings eine komplexe Prozesskette, die auch hohe CO₂-Emissionen verursacht.

Während das österreichische Bundesland Tirol bereits mehr nachhaltige Energie erzeugt als es verbraucht (Quelle: www.statistik.at), setzt die CERATIZIT Group zu 100 Prozent auf erneuerbare Energien und hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 CO₂-neutral zu sein (1). Außerdem haben wir die erste Hartmetallsorte „upGRADE CT- GS20Y“ auf den Markt gebracht, die zu mehr als 99 Prozent aus wiederaufbereiteten Materialien hergestellt wird, wodurch sich der materialbedingte CO₂-Fußabdruck um 65 bis 80 Prozent reduziert.

Dank unseres selbst entwickelten FFF-Verfahrens (Fused Filament Fabrication) profitieren wir von allen Vorteilen der Additiven Fertigung in Bezug auf Materialeinsparungen, die sich aus dem Druck endkonturnaher und innerer Hohlstrukturen ergeben. Betrachtet man unser Beispiel eines Knetpaddels, spart man 91 Prozent des Rohmaterials im Vergleich zum herkömmlichen Formen aus einem vorgesinterten Block. Da mit dem Verfahren alle herkömmlichen Sorten gedruckt werden können, ist es auch möglich, upGRADE zu drucken, was zu einer CO₂-Reduzierung von insgesamt mehr als 95 Prozent führt.

Dieser Durchbruch im Sortenportfolio ermöglicht auch Additive Fertigung für Schneidanwendungen, die bisher nicht bedient werden konnten. Die Möglichkeit, innere Strukturen zu drucken, bietet zusätzliches Potential für neue Funktionalitäten. Im speziellen Fall des Kneters kann dieser mit einem Thermofluid geflutet werden, um die Temperaturregulierung während des Knetvorgangs zu verbessern.

Aufgrund der sehr hohen Dichte des Materials von ca. 14 bis 15 g/cm³ hilft die daraus resultierende Gewichtsreduzierung beim Transport und bei Anwendungen mit hoher Kinetik, wie Stanzen, Fräsen, Bewegen von Ventilen usw., den CO₂-Fußabdruck der Nachproduktion in den entsprechenden Prozessen zu reduzieren. Die sehr hohe Verschleißfestigkeit verbessert das Verhältnis zwischen Gewicht und Lebensdauer und macht die Maschine effizienter und produktiver.

Da konventionelle Sorten verwendet werden, ist eine sehr effiziente Wiederaufbereitung von Altmaterial möglich. Die CERATIZIT Group setzt beim Recycling auf direkte Wiederverwendung, Wiederverwendung nach dem Ausbrennen organischer Komponenten, Zinkaufbereitung von Sinterschrott und chemisches Recycling kontaminierten Altmaterials. In der FFF-Prozesskette gewinnen wir nahezu 100 Prozent des Materials zurück.

(1) Bis 2025: Kohlenstoffneutralität, Reduzierung der Emissionen um 35 Prozent
(1) Bis 2030: Kombinierte Reduzierung um 60 Prozent
(1) Bis 2040: Netto-Null, Reduzierung der Emissionen um 90 Prozent

Ceratizit auf der Formnext: Halle 11.1., F19

Ganzheitlich nachhaltige Produktion hochwertiger Schuhe im Luxussegment

Im Mittelpunkt unseres Engagements für Nachhaltigkeit steht ein kollaborativer, datengesteuerter Ansatz, der die Bedürfnisse unserer Anwender bei der Umsetzung von 3D-Drucklösungen in den Vordergrund stellt.

Wir freuen uns, Ihnen die Ergebnisse unserer kürzlich erstellten Ökobilanz (LCI) präsentieren zu können. Sie trägt den Titel „Comparative Analysis: 3D Material Jetting vs. Traditional Methods for Designing Luxury Goods.” 

Diese Studie bewertet den Einsatz des J850 TechStyle™ von Stratasys für die Produktion von 1.600 Stück einer Luxusschuhapplikation durch die Dyloan Bond Factory, die ein Teil der Pattern Group ist.

Die von Reeves Insight durchgeführte und vom Aachen Center for Additive Manufacturing (ACAM) begutachtete Studie zeigt auf, wie Additive Fertigung im Vergleich zum traditionellen Spritzgießen zu einer deutlichen Reduzierung der Emissionen beitragen und Ressourcen schonen kann.

Die Modeindustrie steht vor großen ökologischen Herausforderungen, und die Unternehmen sind bestrebt, Innovativen einzuführen und gleichzeitig ihre Auswirkungen auf den Planeten zu minimieren. Mit der Unterstützung der Stratasys-Technologie rationalisieren Dyloan und die Pattern Group ihre Lieferketten, verbessern die Emissionen und verringern die Abhängigkeit von natürlichen Ressourcen, um bessere Nachhaltigkeitsergebnisse zu erzielen.

Die wichtigsten Befunde der Ökobilanz:

• Reduzierung des Stromverbrauchs: 64,3 Prozent weniger Stromverbrauch.
• Reduzierung der Emissionen: 25 Prozent weniger Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, wodurch bei der Produktion eine Tonne CO₂e eingespart wird.
• Optimierung der Lieferkette: Reduzierung von vier Technologien auf eine, wodurch sich die logistischen Auswirkungen verringern.
• Materialeinsparungen: 49,9 Prozent Einsparungen beim Ausgangsmaterial und 50 Prozent weniger Materialverbrauch im Endprodukt.
• Wassereinsparung: Es wurden über 300.000 Liter Wasser eingespart, vor allem durch den Verzicht auf Papierträgermaterialien.

Diese Ergebnisse zeigen das Potential der Additiven Fertigung, die Nachhaltigkeit in der Modeindustrie voranzutreiben, ohne dabei auf Innovation und Eleganz zu verzichten.

Stratasys auf der Formnext: Halle 12.1., D121

Der Marinaressa Coral Tree demonstriert das Potential der Additiven Fertigung bei der Herstellung von Leichtbetonstrukturen

Der Marinaressa Coral Tree ist eine 3,2 m hohe filigrane Betonstruktur, die anlässlich der Architekturbiennale Venedig 2023 entworfen wurde. Der Coral Tree demonstriert das Potential der Additiven Fertigung bei der Herstellung von Leichtbetonstrukturen, insbesondere der dafür notwendigen Schalung, um die Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz zu verbessern. 

Die Entwurfslösung ist ein topologisch optimiertes Konstruktionsdetail des Übergangsbereichs von der horizontalen Decke über ein Kapitell, dessen Gewicht durch die Verteilung des Materials entsprechend dem Spannungszustand unter Last reduziert wurde. Aus dem Einsatz rechnergestützter Entwurfs- und Optimierungstechniken resultierte eine räumliche Gitterstruktur, die sich an den drei Hauptspannungstrajektorien im Raum orientiert, um die Querschnitte zu minimieren und die Steifigkeit zu maximieren.

Für die nachhaltige Herstellung dieser Struktur wurde eine rezyklierbare Schalungstechnologie entwickelt. Sie basiert auf dem 3D-Pulverbettdruck einer eigens entwickelten wasserlöslichen Mischung aus Quarzsand und organischem Bindemittel (Dextrin). Diese Kombination ermöglichte die Herstellung räumlich komplexer, filigraner Geometrien bei gleichzeitiger Vermeidung von Produktionsabfall. Beim 3D-Druck wird das Bindemittel in der Pulvermischung durch einen Strahl destillierten Wassers, der über einen DoD-Druckkopf zugeführt wird, aktiviert und sofort durch Infrarotstrahler ausgehärtet. 

Auf diese Weise wird die Schalung geometrisch stabil, so dass sie dem hydrostatischen Druck des Betons beim Gießen und Aushärten standhalten kann. Gleichzeitig bleibt die Schalung wasserlöslich und lässt sich beim Ausschalen leicht abwaschen und rezyklieren. So wurden 56 Sandschalungen für neun Betonmodule auf einem speziell entwickelten 3D-Drucker mit einem Pulverbettvolumen von 1000 × 700 × 450 mm³ hergestellt.

Anschließend wurden die Schalungselemente zusammengesetzt, die Bewehrungs- und Verbindungselemente integriert und die Schalungen gegossen. Nach dem Aushärten des Betons wurden die Module durch Abspritzen mit Wasser ausgeschalt. Das Sand-Bindemittel-Gemisch wurde getrocknet, zerkleinert und in den Produktionszyklus zurückgeführt.

Diese Technologie hat es für uns möglich gemacht, innovative strukturelle Formen wie spannungsorientierte räumliche Gitter zu erforschen und eine Leichtbaulösung mit einer Materialeinsparung von 60 Prozent ohne Produktionsabfall zu erreichen. Der Entwurfsansatz basiert auf der Integration von Computational Design und Optimierungen in die Additive Fertigung bereits in den frühesten Phasen der Entwicklung. Dadurch wird es möglich, Leichtbaukonstruktiongen mit minimalem ökologischem Fußabdruck darzustellen, was zur Dekarbonisierung der Bauindustrie beiträgt.

ILEK, ISW, Universität Stuttgart auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Der Quatro – eine absolute Neuheit und ein Beweis für die transformative Kraft der Additiven Fertigung

Quorum hat ein patentiertes neues Produkt entwickelt: „The Quatro“. Der Quatro ist eine revolutionäre Neuentwicklung. Für Prothesenträger bedeutet das mehr Anpassungsmöglichkeiten, Komfort, Leistung und Effizienz, was mit herkömmlichen Schäften nicht möglich ist. Ein Schaft ist der Teil einer Prothese, der um eine Gliedmaße einer Person passt und an dem die Prothesenteile, zum Beispiel ein Fuß, befestigt werden. Es gibt zahlreiche Prothesenschäfte, die den Restknochen gut aufnehmen und stabilisieren. Doch genau diese Steifigkeit und Kontrolle macht es für viele Patienten schwieriger, ihren Schaft anzulegen. Viele Amputierte benötigen mehr als zehn Minuten, einen Schaft an einer geschwollenen Gliedmaße zu befestigen. 

Der Quatro behebt dieses Problem, indem er mit einer „Längskompression“ arbeitet, um die Prothese besser an der Gliedmaße des Patienten zu fixieren. Zu diesem Zweck verwenden wir vertikale Polster, die rund um den Schaft angeordnet sind und durch Drehen eines Knopfs nach innen und außen gedrückt werden. Ein Patient kann morgens aufwachen, wenn Gliedmaßen oft geschwollen sind und nicht in die traditionellen starren Schäfte passen, und einfach den Drehknopf betätigen, um das zulässige Volumen des Quatro zu erhöhen. In nur zwanzig Sekunden kann der Patient seine Gliedmaße einführen und die Prothese befestigen.

Unser Projekt setzt neue Maßstäbe für die Möglichkeiten der Additiven Fertigung, indem es modernste Ästhetik mit optimierter Funktionalität verbindet. Im Mittelpunkt des Konzepts steht ein innovativer Schaftmechanismus mit maximaler Anpassungsfähigkeit, um die Bedürfnisse und Anforderungen der Nutzer zu erfüllen. Durch den Einsatz innovativer geometrischer Algorithmen ermöglicht unser Konzept eine einfache Anpassbarkeit, die einen ergonomischen Prothesensitz beim jeweiligen Patienten gewährleistet und gleichzeitig den Materialabfall minimiert.

Das Kernelement des Konzepts ist seine modulare Struktur, die eine Vielzahl von Konfigurationen ermöglicht, um unterschiedlichen medizinischen Bedingungen und Behandlungsstufen gerecht zu werden. Das Konzept bietet nicht nur einen höheren Patientenkomfort, sondern verbessert durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologien auch die Herstellbarkeit und die wirtschaftliche Machbarkeit von Schaftlösungen erheblich.

Zu den wichtigsten Vorteilen zählen leichte Materialien, Anpassungsfähigkeit des Volumens, konsistente Fertigung und individuelle Anpassung von Ausführung und Funktionen. 

Wir glauben, dass dieses Konzept die transformative Kraft der Additiven Fertigung beweist, nicht nur in Bezug auf die ästhetische Kreativität, sondern auch bei der effizienten und nachhaltigen Bewältigung realer Herausforderungen.

Quorum Orthopedics auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Siemens auf der Formnext: Halle 12.1. D101 und auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Multi-Laser Patterning (MLP) – eine Revolution in der Belichtungstechnologie

Das auf der Technologie Multi-Laser Patterning (MLP) basierende Belichtungsmodul ist das Flaggschiffprodukt von AMSYSTEMS und stellt eine Revolution in der Belichtungstechnologie dar. Die patentierte Konstruktion unserer MLP-Module nutzt die Kombination mehrerer eng fokussierter Laserstrahlen, um bei jedem Bauvolumen sowohl eine hohe Auflösung als auch eine hohe Produktivität zu erreichen. Diese Belichtungsmodule ermöglichen Herstellern die Entwicklung von Industriemaschinen der nächsten Generation, die in der Lage sind, hohe Qualität in großen Stückzahlen zu erzeugen.

Power und Präzision: Das Herz jedes MLP-Moduls ist ein achteckiges Prisma, das unseren Prozess erst möglich macht. Doch dieses Herz schlägt nicht, es rotiert. Durch die Rotation dieses in Hochdrehzahl-Luftlagern geführten Polygons kann der aus jeder Diode durch das Polygon austretende Laserstrahl eine Oberflächenabtastgeschwindigkeit von über 20 m/s erreichen und dabei senkrecht auf die Harzoberfläche einwirken. Unsere präzisen Geber und Laserreaktionszeiten im Nanosekundenbereich gewährleisten, dass wir mit 20-Mikrometer-Punkten auf der Harzoberfläche genau und wiederholt ausschließlich die gewünschten Stellen treffen.

Mit dem MLP-Modul bereitet AMSYSTEMS den Boden für die Zukunft des 3D-Drucks im industriellen Maßstab. Hersteller und Endnutzer können uns auf der Formnext besuchen oder sich online über unsere Website oder LinkedIn mit uns in Verbindung setzen, um Teil dieser Revolution zu sein.

AMSYSTEMS auf der Formnext: Halle 12.1, C59 und auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Durch das Kombinieren mehrerer Materialien in einem einzigen Prozess vereinfachen wir die Fertigungskette, so dass auf traditionelle Verfahren wie Gießen und Stanzen verzichtet werden kann. Das rationalisiert nicht nur die Produktion, sondern verringert auch die Montageanforderungen. Unser Prozess eignet sich besonders für die Produktion kleiner Losgrößen und ermöglicht es Zellentwicklern, ihre Entwürfe in frühen Entwicklungsphasen schnell anzupassen, ohne in neue Werkzeuge investieren zu müssen. Diese Flexibilität wird angesichts des hohen Tempos der Entwicklung von Batteriezellen der nächsten Generation unverzichtbar sein, das gilt auch für Rapid Prototyping und die Anpassung von Entwürfen. Da unsere Technik schnellere Iterationen und kürzere Durchlaufzeiten ermöglicht, beschleunigt sie den Weg von der Entwicklung bis zur Markteinführung und trägt dazu bei, neuen Batterietechnologien zum Durchbruch zu verhelfen.

Ein einzigartiger Aspekt unserer Technik ist die Möglichkeit, neben leitenden Metallen auch Keramik als elektrischen Isolator durch Multimaterial-Pulverbettschmelzen zu verarbeiten. Es wird auch ohne hohe Vorwärmung eine vergleichsweise hohe Keramikdichte erreicht, wodurch wir die strukturelle Integrität des Endprodukts sicherstellen können. Zwar erfordert das aktuell eingesetzte Verfahren noch immer eine relativ lange Bauzeit und eine Nachbearbeitung durch Fräsen, doch mit den Vorteilen der flexiblen Auslegung und Lieferung bieten wir eine starke Alternative zu traditionellen Methoden. Diese Innovation birgt das Potential, die Herstellung von Batteriezellgehäusen zu verändern und den Weg für innovative, kundenspezifisch anpassbare und effiziente Energiespeicherlösungen freizumachen.

Mit unserer Bewerbung für den (R)Evolution Award zielen wir darauf ab, diese bahnbrechende Technologie weltweit bekannt machen. Die Chance, das Potential dieser Technologie, die Standards in der Additiven Fertigung neu zu definieren, möchten wir nicht ungenutzt lassen. Wir glauben, dass dieses Verfahren einen wichtigen Schritt in der Evolution der Batteriezellproduktion markiert und neue geometrische Möglichkeiten für die Entwicklung von Energiespeichern eröffnet. Dieser Multimaterialprozess eignet sich für Anwendungen, die Verbundwerkstoffe mit maßgeschneiderten elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften erfordern, beispielsweise Energiespeicher, Elektronik, Luft- und Raumfahrt sowie Biomedizin. Es ermöglicht kundenspezifische Komponenten für innovative Schaltkreise, Leichtbaustrukturen und Implantate.

Fraunhofer IGCV auf der Formnext: Halle 11.0, D31 und auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61

Effiziente Entfernung von Stützstrukturen in metallischen 3D-gedruckten Komponenten durch Trockeneisstrahlen

Das Trockeneisstrahlsystem wird den Markt umwälzen. Mitbewerber, die weiterhin auf manuelle Methoden setzen, werden zunehmend unter Druck geraten, da Handarbeit insbesondere in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Halbleiterindustrie zunehmend als obsolet betrachtet wird. Für unsere Kunden ist damit eine erhebliche Optimierung ihrer Arbeitsabläufe verbunden. 

Bisher war das manuelle Entfernen von Stützstrukturen zeitraubend und führte zu Qualitätsschwankungen mit negativen Auswirkungen auf die Effizienz der Produktionslinie. Unser System überträgt diesen Prozess jetzt in den industriellen Maßstab, macht ihn effizient und automatisiert ihn nahezu vollständig. Das reduziert Engpässe und Qualitätsprobleme und steigert die Gesamtproduktivität. Während unser System die Taktzeit um bis zu 15 Minuten pro Teil verkürzen kann, liegt der eigentliche Wert in der Prozesszuverlässigkeit und den ergonomischen Verbesserungen.

Es handelt sich um ein revolutionäres System, das die Entfernung von Stützstrukturen grundlegend verändert. Dieses System ersetzt die mühseligen und risikoreichen manuellen Methoden durch einen halbautomatisierten Prozess, der die Ergonomie und Zuverlässigkeit verbessert. Das System verfeinert die bisherigen Technologien auf evolutionäre Weise und steigert dadurch die Leistung.

Im Gegensatz zu anderen Lösungen auf dem Markt, die Meißel und Kompressoren verwenden und das Risiko bergen, dass Teile beschädigt werden, stellt unser Trockeneisstrahlsystem einen großen Fortschritt dar. An die Stelle strapaziöser manueller Methoden tritt ein teilautomatisierter Prozess, der die körperliche Belastung reduziert, die ergonomischen Bedingungen verbessert und die Beschädigung von Werkstücken minimiert.

Das Trockeneisstrahlsystem erfordert keine besonderen Vorkenntnisse und Bediener sollten innerhalb einer Woche in der Lage sein, das System vollständig zu bedienen. 

Eine Show, die inspirieren und informieren soll, indem sie die Geschichte der Additive Fertigung erzählt

3D Printing Nerd ist eine Show, die inspirieren und informieren soll und dabei Spaß macht. Seit über fünf Jahren reist die Show um die Welt und erzählt die Geschichte der Additiven Fertigung. Von der Restaurierung historischer Gebäude in Malta bis hin zur Realisierung der nächsten Stufe der Energieerzeugung bei Siemens, vom 3D-Druck im Weltraum bei der NASA bis hin zu Workshops für das Drucken mit Prominenten wie Neil Patrick Harris – die Show behandelt das gesamte Spektrum der Additiven Fertigung. 

Jede Woche gibt es eine Folge von 3D Printing Nerd, die den Zuschauern rund um den Globus einen Blick in die Zukunft ermöglicht. Die Episoden reichen von Tutorials zu Software oder Maschinen über 3D-Großdruckprojekte bis hin zu Interviews mit Experten und Veteranen der Branche. Die Show kooperiert mit Bildungsprogrammen und hilft ihnen beim Erschließen von Ressourcen, die es diesen Programmen ermöglichen, zu wachsen und zu gedeihen. 3D Printing Nerd arbeitet auch mit einer Reihe von gemeinnützigen Organisationen zusammen und unterstützt jedes Jahr das Seattle Children's Hospital beim Einbringen von Mitteln für die dort laufenden Programme.

Aktuell wird die Show „3D Printing Nerd“ auf einer 300 m² großen Bühne mit mehreren Sets aufgezeichnet. Dazu gehört auch eine voll funktionsfähige Druckerfarm. Gäste von überall her fliegen ein, um sich beim Moderator der Show, Joel Telling, einzufinden und mit ihrer eigenen Geschichte der Additiven Fertigung einen Betrag zu leisten.  

Die Show arbeitet auch mit zahlreichen Veranstaltern auf der ganzen Welt zusammen, um neue Zielgruppen für die Additive Fertigung zu gewinnen. Auf diese Weise ermöglicht die Show das Zusammentreffen mit Unternehmen und Ingenieuren, die der Branche entscheidende Impulse verleihen. Von Live-Shows auf der Formnext bis hin zu einer Gameshow auf dem SMRRF-Druckfestival in Manchester: 3D Printing Nerd gibt jedem die Chance, die nächste industrielle Revolution mitzugestalten!

3D Printing Nerd erzählt die Geschichte des 3D-Drucks wie nie zuvor und macht jedes Jahr Millionen von Menschen mit der Welt der Additiven Fertigung bekannt. Es ist mir eine Ehre, diese Show zu produzieren und dabei auch mit einem meiner besten Freunde zusammenzuarbeiten, während wir um die Welt reisen und diese wichtige Geschichte erzählen, während sie sich ereignet.

Erleben Sie 3D Printing Nerd live auf der Formnext am 19. November 2024 von 15 bis 17 Uhr in Halle 12.1, C10 oder auf YouTube.

Zuletzt leitete Stanley Tong ein Team in einer Einrichtung für die Additive Fertigung, um Tausenden von Beschäftigten einen schnellen und leichten Einstieg in das Prototyping zu ermöglichen. Zusammen mit seinem Team gestaltete er das Do-it-yourself-3D-Drucklabor so um, dass der Schulungs-, Zertifizierungs- und Datenverwaltungsprozess online und im selbst gewählten Tempo durchlaufen werden kann und weniger als eine Stunde dauert. So erhalten die Beschäftigten in kürzester Zeit einen Zugang für die Bedienung von Industriemaschinen. Durch diesen niedrigschwelligen Einstieg konnten die Menschen bei einem Problem in das Labor kommen und es noch am selben Tag mit einer Lösung wieder verlassen. Das führte zu einem starken Anstieg der Labornutzung und zu einem unabhängigen Engagement für die Additive Fertigung.

Diese drei Systeme wurden miteinander verzahnt, um die Akzeptanz der Technologie sowohl von oben nach unten als auch von unten nach oben zu fördern und zu erreichen, dass die Additive Fertigung effektiv eingesetzt und kulturell verankert wird. Eine Einführung im großen Maßstab wie in diesem Fall treibt die Branche voran, indem sie der Technologie mehr Anwender und Befürworter verschafft.

Das Projekt umfasst die Formulierung neuartiger keramisch gefüllter Harze und die Entwicklung hochpräziser, für die DLP-Stereolithographie optimierter Knochenimplantate. Wir entwickeln innovative Knochenimplantate und verfeinern die Parameter für die Additive Fertigung, um eine höhere Auflösung und Druckqualität zu erreichen. 

Während des gesamten Projekts dokumentieren wir unsere Ergebnisse mit SEM und digitaler Lichtmikroskopie, rheologischen Daten, Oberflächentopographie, XRD-Ergebnissen und Listen optimaler Druckparameter. Unsere Ergebnisse vermitteln wir im Rahmen von Vorlesungen und Schulungen an Studierende in Bachelor- und Masterprogrammen sowie an Industriepartner (zum Beispiel Rahn AG, Chemische Fabrik Budenheim, BYK) und Zahnchirurgen und leisten damit einen Beitrag zum breiteren Einsatz der Additiven Fertigung in der Knochenregeneration. Darüber hinaus veröffentlichen wir unsere Befunde in wissenschaftlichen Fachzeitschriften mit Peer Review, um unsere Forschung in der wissenschaftlichen Gemeinschaft bekannt zu machen.

Universität Stuttgart auf der Formnext Awards Sonderschau: Halle 11.0, F61