Europas führendes 3D-Druck-Zentrum Dresden auf weltgrößter Industriemesse

Vom 25. bis 29. April präsentieren Dresdner Unternehmen und Forschungseinrichtungen neuartige 3D-Druck- und Energietechnologien auf der Hannover Messe, der weltweit bedeutendsten Industriemesse. Partnerland sind die USA. Eröffnung durch Präsident Barack Obama.

Im Video sehen Sie Interviews mit
Hubert Jäger, Vorstand Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik TU Dresden
Michael Stelter, Stellv. Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme
und Andrej Gross, Hauptstadtrepräsentant Deutsche Messe AG

Vom 25. bis 29. April präsentieren Dresdner Unternehmen und Forschungseinrichtungen neuartige 3D-Druck- und Energietechnologien auf der Hannover Messe, der weltweit bedeutendsten Industriemesse. In Hannover sind insgesamt 101 Aussteller aus Sachsen vertreten, darunter 36 Unternehmen und Forschungsinstitute aus Dresden. Auf dem Sächsischen Gemeinschaftsstand der IHK Chemnitz präsentieren sich 32 Aussteller aus der Region, auf dem 50 Quadratmeter großen Gemeinschaftsstand des sächsischen Energie-Clusters ENERGY SAXONY (Halle 27/ Stand B40) stellen sieben Energietechnologie-Spezialisten aus Dresden ihre Neuentwicklungen vor. Schwerpunkte des Auftritts des Wirtschafts- und Wissenschaftsstandortes Dresden sind neue Lösungen für die Additiv-Generative Fertigung, umgangssprachlich 3D-Druck genannt, sowie Brennstoffzellen-Technologien.

„Als Europas bedeutendster Mikroelektronik-Standort ist Dresden weltweit bekannt. Die Hannover Messe ist die ideale Plattform, unsere nationale und internationale Sichtbarkeit als Technologiezentrum für 3D-Druck und Brennstoffzellen-Lösungen zu erhöhen – beides Bereiche, in denen der Standort Dresden ebenfalls europaweit führend ist“, sagt Dr. Robert Franke, Leiter des Amts für Wirtschaftsförderung der Landeshauptstadt Dresden.  

„Die Hannover Messe 2016 steht unter dem Leitthema ‚Integrated Industry’. Der gegenwärtige Technologiesprung wird auf der Messe erlebbar werden – etwa mit digital vernetzten Fertigungsanlagen und neuartigen Produktionsverfahren“, sagt Andrej Gross, Repräsentant Ostdeutschlands und Hauptstadtrepräsentant der Deutschen Messe AG. „Wir freuen uns, dass auch Dresden die Industrietrends 3D-Druck und Brennstoffzellen-Technologien besetzt – und sich mit ‚Agent-3D‘ das europaweit führende Zentrum für 3D-Druck auf der Messe präsentiert“, so Gross weiter.

3D-Druck bringt der Industrieproduktion neue Möglichkeiten
An die Additiv-Generative Fertigung hat die Industrie immense Erwartungen. Durch 3D-Druck ist auf Basis dreidimensionaler Modelle ein schichtweiser Aufbau von Objekten in einem Stück möglich – und zwar durch Laser und Elektronenstrahlen. Auf diese Weise können auch komplexe Geometrien kosten-, zeit- und ressourcensparend aufgebaut werden. Laut der Studie „Additive Manufacturing – next generation“ der Unternehmensberatung Roland Berger ist der Markt für Additiv-Generative Fertigung seit 2004 jährlich um durchschnittlich 20 Prozent gewachsen. Dabei hat die 3D-Druck-Technologie in den Anwendungsbereichen Medizinprodukte, Luft- und Raumfahrt sowie Turbinenbau bereits Serienreife erreicht. Für die kommenden Jahre rechnen die Experten mit einem jährlichen Branchenwachstum von mehr als 30 Prozent. Additiv-Generative Fertigungsverfahren machen gerade in Verbindung mit globalen Trends wie Digitalisierung und der vollvernetzten Fabrik der Industrie 4.0  völlig neue Produktionskonzepte möglich, die den Weg zur vollautomatischen 3D-Produktion ebnen.

Grenzen des Machbaren überwinden: Europas größtes Cluster für 3D-Druck
Mit den Dresdner Fraunhofer-Instituten für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, für Keramische Technologien und Systeme IKTS sowie für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM gehört Dresden zu den weltweit führenden 3D-Druck-Zentren. Das Fraunhofer IWS leitet zudem das europaweit größte Verbundprojekt zum 3D-Druck: Im Cluster „Additiv-Generative Fertigung – Die 3D-Revolution zur Produktherstellung im Digitalzeitalter“ (AGENT-3D) arbeiten mehr als 100 Partner aus Industrie und Wirtschaft – darunter Siemens, Rolls Royce und Airbus – auf das Ziel hin, den 3D-Druck in die industrielle Breitenanwendung zu bringen. „In der herkömmlichen Produktion entstehen die Objekte beispielsweise durch Gießen, Spanen oder Umformen eines Halbzeugs“, so Prof. Dr. Andreas Leson, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer IWS. „Der 3D-Druck ermöglicht stattdessen eine hochkomplexe und individualisierte Produktion sowie Bauteile mit komplett neuen Formen und Funktionalitäten. In Zukunft werden wir beispielsweise in einem Stück Motor- und Zylinderköpfe für Fahrzeuge oder Gasturbinen und energieeffiziente Brennersysteme für die Energietechnik bauen können.“

Neue Knochen aus dem 3D-Drucker
Die industriellen Anwendungsmöglichkeiten für den 3D-Druck sind vielfältig. So wird es beispielsweise in der Medizintechnik möglich, passgenaue Implantate herzustellen. Forscher am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien IKTS, Europas größtem Keramikforschungsinstitut, haben ein besonders flexibles 3D-Druck-Fertigungsverfahren entwickelt, mit dem sich Knochenimplantate, Zahnersatz oder chirurgische Werkzeuge in nahezu beliebigem Design herstellen lassen. Bei Art und Farbe des Materials der gewünschten Bauteile gibt es dabei keine Beschränkungen: Über thermoplastischen 3D-Druck lassen sich Keramiken, Gläser, Kunststoffe oder auch Metalle verarbeiten. Individuelle Biomaterialien ‚druckt’ die InnoTERE GmbH. So entsteht beispielweise ein an die Gesichtsstruktur angepasster individualisierter Knochenersatz im Kieferbereich. Einmal implantiert, bildet der Körper auf Grundlage dieses Biomaterials nach und nach neues Knochenmaterial. „Vor dem Hintergrund der hohen Verträglichkeit kommt es zu keinen Abstoßungsreaktionen, was den Patienten unangenehme Komplikationen erspart. Wir erwarten, dass das Biomaterial nach Abschluss der laufenden klinischen Tests in naher Zukunft in der Praxis angewendet werden kann.“

Potenziale für den Leichtbau
Durch die nahezu grenzenlose Formfreiheit bieten additive Fertigungsverfahren ein großes Potenzial für den modernen Leichtbau. Am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden (TU) wurde eigens für die Weiterentwicklung dieser Fertigungstechnik ein Innovationslabor für Generative Fertigung eingerichtet. Prof. Hubert Jäger, Inhaber der Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen und Vorstandssprecher am ILK: „Die Generative Fertigung mit erstmals lastpfadgerechter Faserverstärkung erschließt neue Anwendungsfelder für maßgeschneiderte Leichtbaulösungen in Multi-Material-Design.“
Die Ingenieure des ILK entwickeln Verfahren, um den bisherigen schichtweisen 3D-Druck durch das Einbringen von Carbonfasern stabiler zu machen und dreidimensionale Objekte mit hoher Steifigkeit zu erzeugen. Um derartige bionische Strukturen optimal zu erzeugen, müssen die Carbonfasern für den jeweiligen Belastungsfall maßgeschneidert werden. Dazu bündeln Wissenschaftler der TU Dresden ihre Kompetenzen in dem neuen Forschungszentrum „Research Center Carbon Fibers Saxony (RCCF)”. „Wir gründen mit dem RCCF ein internationales Spitzenforschungszentrum für maßgeschneiderte Carbonfasern und schaffen ein einmaliges Hochtechnologiecluster in Sachsen, das die Vorrangstellung des Leichtbaustandortes Dresden auf lange Sicht sichert“, erklärt Jäger.

Dresdner Brennstoffzellen-Experten europaweit führend
„Damit die Industrieproduktion zukunftsfähig bleibt, ist sie auf effiziente Energietechnologien angewiesen“, sagt Lukas Rohleder, Geschäftsführer des sächsischen Branchenverbandes ENERGY SAXONY. „Das dezentrale Wandlungs- und Speicherkonzept der Brennstoffzellen-Technologie hat dabei ein besonders großes Potenzial – und Dresdner Forschungseinrichtungen und Unternehmen sind im Bereich der Brennstoffzellen-Technologie europaweit führend.“ Brennstoffzellen sind wartungsarm, haben einen hohen Wirkungsgrad und können mit verschiedenen Energieträgern wie beispielsweise Erdgas, Biogas, Ethanol, Biomasse oder Wasserstoff betrieben werden. Auf der Hannover Messe 2016 präsentiert der Energiestandort Dresden sein Brennstoffzellen-Know-how auf einem 50 Quadratmeter großen Gemeinschaftsstand. Dort vertreten sind das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM, das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, die FuelCell Energy Solutions GmbH (FCES), die NOVUM engineerING GmbH, die FLEXIVA automation & Robotik GmbH, die DBI-Unternehmensgruppe und die EBZ Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft Brennstoffzelle mbH. Zudem stellen FCES und die Sunfire GmbH ihre Technologien auf einem eigenen Messestand vor.

Strom aus Keramik für eine bessere Stromversorgung – und für den weltweiten Einsatz
Brennstoffzellen-Technologien sollen die Stromversorgung besser und kostengünstiger machen – und das weltweit. Das Fraunhofer IKTS entwickelt und erprobt seit 25 Jahren keramische Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC) und komplette Systemlösungen für alle Leistungsklassen – von der Mikrobrennstoffzelle bis zum Megawatt-System.  „Die am Fraunhofer IKTS entwickelten Energie- und Speichertechnologien werden in naher Zukunft auf dem Markt erhältlich sein. Derzeit laufen verschiedene Kommerzialisierungsprojekte mit internationalen Partnern“, sagt Prof. Dr. Michael Stelter, Stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer IKTS. „So sollen zukünftig beispielsweise kombinierte SOFC/Batterie-Hybridsysteme eine zuverlässige und kostengünstige Stromversorgung in Wohnungs- und Geschäftshäusern in Indien gewährleisten.“

Neuartige Brennstoffzellentechnologien für Mini- und Megawatt-Kraftwerke
Die Dresdner Experten auf dem Gebiet der Brennstoffzellentechnologie FuelCell Energy Solutions GmbH stellen auf der Hannover Messe Europas erstes Brennstoffzellen-Kraftwerk der Megawatt-Klasse vor. „Wir liefern das erste industrielle Brennstoffzellen-Kraftwerk in Europa. Mit einer Nennleistung von 1,4 MW werden bei der Friatec AG in Mannheim ab Sommer 2016 rund 11,2 GWh Strom und rund 6 000 MWh Wärmeenergie aus Erdgas erzeugt“, so FCES-Vizepräsident Andreas Frömmel. Brennstoffzellen-Kraftwerke werden zur Strom- und Wärmegewinnung für große Gebäude- und Industriekomplexe oder von Energieversorgung zur Netzunterstützung genutzt. Im Unterschied zu Solar- und Windenergie sind Brennstoffzellen wetter- und zeitunabhängige, saubere Energielösungen und tragen damit zum weiteren Ausbau der Erneuerbaren bei. Den Prototypen für die Live-Überwachung von Mini-Brennstoffzellensystemen in Betrieb stellt die NOVUM engineerING vor: Erstmals wird damit eine permanente und kostensparende Zustandsüberwachung von Brennstoffzellen und Batteriespeichern möglich, die dadurch erheblich zuverlässiger, langlebiger und kostengünstiger werden. „Zunächst an kleineren Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen der 1,5 kW-Klasse getestet, soll die Technologie des Dresdner Unternehmens später auch die Lebensdauer von mobilen und größeren Brennstoffzellen und Batterien verlängern“, so die Geschäftsführerin von NOVUM engineerING Mandy Schipke.

Quelle: Landeshaupstadt Dresden


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