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Ansiedlung im Bremer Technologiezentrum BITZ

Titan 3D-Druck von Materialise
Leichtbauteile in Aluminium und Titan aus dem 3D-Drucker: Komplexe Innenstrukturen sind kein Problem | © Materialise NV


Wilfried Vancraen, Geschäftsführer des belgischen Konzerns Materialise NV, begann seine Erfolgsgeschichte in Bremen. Vor 25 Jahren hatte er als junger Absolvent mit dem BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik Kontakt. Hier sah er den ersten 3D-Drucker Europas. Die neuen Möglichkeiten begeisterten ihn – sofort erkannte er das Potenzial der Technik. Zurück in seinem Heimatland gründete er Materialise, heute weltweit einer der führenden Anbieter im 3D-Druck mit mehr als 1.300 Mitarbeitern und 100 Millionen Euro Jahresumsatz.

Ein Vierteljahrhundert später schließt sich der Kreis und Bremen ist wieder Spielplatz einer Neuheit im 3D-Druck. Und wieder ist Vancraen vor Ort, Mitte 2016 bei der Eröffnung des Materialise Metalldruck-Werks im BITZ Bremer Innovations- und Technologiezentrum. Das Besondere: Hier werden Werkstücke aus Titan und Aluminium hergestellt – neben Prototypen auch in industrieller Serienqualität. Während im medizinischen Bereich der Metalldruck bereits Alltag ist, etwa für Zahnimplantate, wächst er im industriellen gerade aus den Kinderschuhen heraus. Und die deutsche Tochter Materialise GmbH des belgischen Marktführers wächst gleich mit.

Produktion 3D-Drucker
Blick in die erste von drei Produktionshallen im BITZ: Hier stehen drei Aluminium-3D-Drucker © Materialise NV

3D-Druck: Von der Luft- und Raumfahrt bis zu mittelständischen Zulieferern

Kinderstube ist das Bremer BITZ: In drei von Materialise angemieteten Hallen des Geburtshelfers für Technologieunternehmen nahe der Bremen Universität stehen insgesamt vier Metall-3D-Drucker: drei für die Aluminiumlegierung AlSi10Mg und einer für die Titanlegierung TiAl6V4. Diese werden in der Industrie häufig eingesetzt – etwa in der Luft- und Raumfahrt, im Automobil- oder Maschinenbau. Das ist auch die Zielgruppe der Materialise GmbH. „Die Technologie kann jedes Unternehmen einsetzen, das komplexe Baugruppen herstellt. Zu unseren Kunden gehören viele Unternehmen der Zulieferindustrie“, sagt Dr. Ingo Uckelmann, technischer Leiter Metall-3D-Druck bei Materialise. Wie der Chef des belgischen Mutterkonzerns Vancraen, ist auch Uckelmann als Student in Bremen mit dem 3D-Druck in Berührung gekommen und seitdem fasziniert dabei geblieben. „Die Freiheit in der Gestaltung begeistert mich“, sagt der Ingenieur.

Starker Laser, feines Pulver: die Technik in Kürze

Metall frei nach der eigenen Inspiration formen, ohne Rücksicht auf die Beschränkungen von Werkzeugen und Bearbeitungstechniken – das verspricht der 3D-Druck. Bei der Technik, Experten sprechen auch vom additive manufacturing (AM), wird das Bauteil Schicht für Schicht per Laser aus feinem Metallpulver geschmolzen. Dazu trägt eine Maschine auf einer Trägerplatte Pulverschichten mit 25-50 Mikrometern Dicke nach und nach auf, so dünn wie ein Haar. Der Laser schmilzt nur dort Material ab, wo das Bauteil entstehen soll – das so genannte lasersintern.

Viele Tausend Schichten später lässt sich das fertige Bauteil dann aus dem Pulver herauslösen. Bauteile bis zur Größe eines Schuhkartons, ca. 25 Zentimeter Kantenlänge, sind damit in Bremen möglich. Die Maschine kann auch das Innere von Werkstücken gestalten: So entsteht etwa eine hohle Kugel in einem Arbeitsgang. „Mit herkömmlichen Methoden unmöglich ohne aufwendige Zwischenschritte“, so Uckelmann. Da werden Airbus und Co. hellhörig: für den Leichtbau erschließen sich so ganz neue Welten. Der Luftfahrtkonzern testete bereits 3D-gedruckte Metallteile im Flugbetrieb und ist Kunde von Materialise.

Lasersintering
Ein Laser lässt die Funken fliegen: Bauteile entstehen so Schicht für Schicht im grauen Metallpulver © Materialise NV

Individuell, multifunktional, leicht und schnell: Wettbewerbsvorteil 3D-Druck

3D-Drucker ersetzen nicht die CNC-Fräse oder die Drehbank. Die Technologie wird da interessant, wo Konstrukteure mehrere Arbeitsschritte zusammenfassen: Wo heute ein Aluminiumblech gegossen, gewalzt, gestanzt, gelocht und mit anderen Blechen zu einem Bauteil vernietet wird, kann in Zukunft der 3D-Drucker gleich die fertige Baugruppe herstellen. Das eröffnet neue Möglichkeiten, um effizienter zu produzieren. Ein anderer Anwendungsfall sind Ersatzteile: Gibt es noch die Blaupausen, können daraus relativ kostengünstig neue Teile gedruckt werden. Nicht nur Oldtimerfreunde horchen da auf. Ganz wichtig für die Industrie: Materialise strebt eine Zertifizierung nach Qualitätsnormen wie ISO 9000 oder EN9100 an. Damit steht der industriellen Serienfertigung dann nichts mehr im Wege.

3D-Druck Würfel
Völlig neue Bauteilformen ermöglicht der 3D-Druck: Konstrukteure müssen die neuen Freiheiten erst erlernen © Materialise NV

Konstruieren neu erlernt: Ingenieure müssen wieder die Schulbank drücken

Um den 3D-Druck wirtschaftlich in der eigenen Fertigung einzusetzen, ist vor allem Kreativität gefragt. „Wer das, was er bisher macht, als 3D-Druck herstellen möchte, geht den falschen Weg“, rät Uckelmann. Unternehmen sollten daher prüfen, wo sie Bauteile zusammenfassen können, die bisher in vielen Einzelschritten entstehen. Besonders sinnvoll: Gleich bei der Neuentwicklung von Produkten den 3D-Druck mitdenken. „Konstrukteure müssen lernen, neu zu denken. Das ist eine Herausforderung für den gesamten Unternehmensprozess“, so der Technische Leiter. Deshalb bietet Materialise Kurse und Workshops, die neue Möglichkeiten aufzeigen und helfen, die Technik zu begreifen. In der Konstruktion und im Entwurf helfen die Ingenieure von Materialise, Formen zu optimieren. Das Unternehmen versteht sich als Komplettdienstleister: Von den allerersten Berührungspunkten im 3D-Druck bis zur Lieferung von schlüsselfertigen Anlagen oder Bauteilen in Serie.

Bremen hat Schlüsselposition in der additiven Fertigung

Wenn Materialise-Geschäftsführer Wilfried Vancraen von Bremen spricht, sieht man die vielen guten Erinnerungen an die Hansestadt in seinem Gesicht aufleuchten. Aber die Wahl für Bremen als Standort des Metalldruck-Werks ist keine Sentimentalität – sie hat mehr als einen guten Grund: „In Bremen gibt es ein einmaliges Ökosystem aus Forschung, Entwicklung und Anwendung im 3D-Druck. Das gibt uns die Möglichkeit für Kooperationen und viele neue Impulse. Zudem gibt es durch die Universitäten und Hochschulen viele junge, gut ausgebildete Leute, das ist großartig“, erzählt der Geschäftsführer.

GF Materialise Bremen
Freuen sich über das Metalldruck-Werk: Materialise CEO Wilfried Vancraen, Geschäftsführer Materialise GmbH, Markus Joppe und der Technische Leiter Ingo Uckelmann © Materialise NV


Der zweite Grund ist Marcus Joppe. Wie Vancraen oder Uckelmann ist auch der Geschäftsführer der deutschen Tochter Materialise GmbH in den Neunzigern als Student mit dem 3D-Druck im BIBA in Berührung gekommen und fasziniert am Ball geblieben. 2001 gründete er Marcam Engineering und entwickelte Software für den 3D-Druck – bis 2011 Wilfried Vancraen anklopfte und das Unternehmen in den belgischen Marktführer integrierte. Seitdem ist Joppe Geschäftsführer der deutschen Materialise GmbH und hat den Standort Bremen zum Kompetenzzentrum Metall-3D-Druck für die Muttergesellschaft ausgebaut. Insgesamt 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter entwickeln, forschen und produzieren jetzt an zwei Standorten in Bremen – im BITZ und an der Mary-Somerville-Straße. Und das nicht nur für die Industrie: Privatanwender können sich mit der Onlineplattform i.materialise etwa Brillengestelle aus Titan oder Aluminium drucken lassen. Individuell gestylt – made in Bremen.


Materialise-OnSite Webplattform

Online bestellen, Lieferung ab 24 Stunden: Das bietet Materialise mit der Webplattform Materialise OnSite für den Prototypenbau. Zur Verfügung stehen eine Vielzahl an Materialien und Fertigungsverfahren für Kunststoff. Besonders Entwickler und Konstrukteure können so schnell Ideen in anfassbare Formen verwandeln.


Weitere Informationen zur Digitalisierung und zum Industrie-4.0-Kompetenzverbund gibt es bei Kai Stührenberg, Tel.: 0421 9600 325, kai.stührenberg@wfb-bremen.de

Welche Services die WFB Wirtschaftsförderung Bremen GmbH bei der Digitalisierung ihrers Unternehmens bietet, finden Sie auf der Übersichtsseite Digitalisierung.


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