Auf der DigiKAM-Plattform entwickeln Experten und Anwender gemeinsam 3D-gedruckte Bauteile. - Foto: Fraunhofer IEM
Auf der DigiKAM-Plattform entwickeln Experten und Anwender gemeinsam 3D-gedruckte Bauteile. - Foto: Fraunhofer IEM

DigiKAM: 3D-Drucke als digitales Gemeinschaftsprojekt entwerfen

Schnell ein Ersatzteil nachdrucken oder ein kundenindividuelles Bauteil kostengünstig fertigen: Die Technologie Additive Manufacturing oder 3D-Druck bietet der Industrie viele Möglichkeiten, etwa für effektivere Prozesse oder neue Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsstrukturen. Damit auch mittelständische Unternehmen ohne eigenes Expertenwissen im 3D-Druck davon profitieren, hat das Forschungsprojekt DigiKAM (Digitales Kollaborationsnetzwerk zur Erschließung von Additive Manufacturing) eine Plattform für die Zusammenarbeit von Technologieexperten und Anwendern aus der Industrie konzipiert. Gefördert wurde es dafür vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit rund 2 Mio. Euro. In Zeiten der Corona-Pandemie zeigen die Projektergebnisse auch Lösungen für ein virtuelles, zuliefererunabhängiges Arbeiten auf.

Der Fokus der DigiKAM-Plattform liegt auf der Entwicklungsphase von 3D-Bauteilen. „Additive Fertigung bietet großes Potenzial in der industriellen Anwendung, setzt aber umfassendes Technologiewissen voraus. Speziell kleine und mittlere Unternehmen sind auf die Kooperation mit Experten angewiesen. Die DigiKAM-Plattform soll dies ermöglichen und durch den Einsatz innovativer 3D-Technologien eine effiziente kollaborative Bauteil-Entwicklung auch über Distanzen hinweg unterstützen“, erläutert Daniel Eckertz (Gruppenleiter am Fraunhofer IEM) die Motivation des Projektes. „Unser Anwendungspartner Remmert GmbH könnte seine Lagersysteme durch 3D-gedruckte Elemente kundenspezifisch gestalten, beispielsweise durch individuell angepasste ergonomische Griffe. Über die DigiKAM-Plattform könnte er den passenden Entwicklungspartner dazu finden und mit ihm zusammenarbeiten.“ Für die anschließende Fertigung der additiv gedruckten Bauteile setzt die DigiKAM-Plattform auf die Kooperation mit weiteren Projekten und Anbietern.

Kollaboration im Entwicklungsprozess

Die DigiKAM-Plattform fördert die Vernetzung und Zusammenarbeit von Technologie-Anbietern und Experten auf der einen und Anwendern von 3D-gedruckten Bauteilen auf der anderen Seite. Dabei greifen verschiedene Bausteine ineinander und ermöglichen eine effiziente digitale Kollaboration der einzelnen Akteure.

  • Referenzprozess für die Produktentwicklung 3D-gedruckter Bauteile
    Von der Anforderungserhebung über den Bauteil-Entwurf hin zur finalen Abnahme durch den Kunden – der Entwicklungsprozess 3D-gedruckter Bauteile besteht aus vielen Prozessschritten. Die Plattform bildet ihn digital ab und führt die Akteure automatisch durch die einzelnen Stufen. Auch ein effizienter Informations- und Dokumentenaustausch wird ermöglicht. 
  • Kommunikationstool für digitale und verteilte Zusammenarbeit
    Die Plattform nutzt das Tool Unify Circuit, um die digitale Kommunikation zwischen Interessenten bzw. potenziellen Anwendern 3D-gedruckter Bauteile und Experten bzw. Anbietern der Technologie in Form von Audio- und Videokonferenzen zu ermöglichen. Alle Daten sind durch hohe Sicherheitsstandards und ein umfangreiches Zugriffsmanagement abgesichert.
  • 3D-Technologien für die digitale Kollaboration
    Mittels 3D-Scanning lassen sich reale Objekte erfassen und digitalisieren, um sie später im 3D-Druck zu reproduzieren. Auch die Umgebung eines Bauteils kann erfasst und bei der Entwicklung einbezogen werden, zum Beispiel um maximale Bauraumgrößen zu bestimmen. Die Technologie Augmented Reality dient dabei der interaktiven Visualisierung und Validierung von Konstruktionsdaten. Entwicklerteams können das spätere Produkt auch ohne physikalische Prototypen realitätsnah erleben, prüfen und mit den späteren Anwendern abstimmen. Der Einsatz der Technologien ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit auch über Distanzen hinweg, spart Reisezeit und Kosten und beschleunigt so den Entwicklungsprozess.

Chance für den Mittelstand

Kleine und mittlere Unternehmen haben mit der DigiKAM-Plattform die Möglichkeit, 3D-Bauteile auch ohne eigenes Technologie-Know-how und umfangreiches Wissen zum Produktentstehungsprozess zu entwickeln. Je nach Bedarf und Anwendungsfall können sie mit Entwicklungspartnern kooperieren und dafür auf die Werkzeuge der Kollaborationsplattform zugreifen. Ein zusätzliches Schulungs- und Beratungsangebot im Bereich Additive Manufacturing ermöglicht kleineren Betrieben darüber hinaus auch den langfristigen Aufbau von eigenem Wissen.

Einsatz der DigiKAM-Plattform: Interessante Ergebnisse in Corona-Zeiten

Bereits im November 2019 führte das Projektkonsortium auf der Fachmesse formnext erste Tests und Evaluierungen durch. Besonders das Feedback potenzieller Plattformnutzer konnte auf diese Weise in der finalen Ausarbeitung berücksichtigt werden. Derzeit machen die Industriepartner Miele und Remmert den Praxistest anhand konkreter Anwendungsfälle: Miele testet die Entwicklung von 3D-gedruckten Ersatzteilen für seine Hausgeräte und Remmert konzipiert passgenaue und kundenindividuelle additiv gefertigte Gitternetzstrukturen für Greifer und Handlingsysteme im Bereich Logistik.

Nicht nur in Zeiten der Corona-Pandemie zeigen sich die Stärken sowohl der Technologie Additive Manufacturing als auch der DigiKAM-Plattform: Persönliche Treffen sind nicht zwingend notwendig. So können Betriebe auch in Zukunft Reisekosten und Aufwände sparen und ihre Entwicklung effizienter gestalten. Die Flexibilität der Fertigungstechnologie bietet zudem eine schnelle Lösung für zusammenbrechende Lieferketten. Da Konstruktionsdaten für konventionelle Fertigungsverfahren nicht 1:1 auf die additive Fertigung übertragbar sind, bietet die DigiKAM-Plattform die ideale Umgebung für eine passgenaue Entwicklung. 

Partner und Förderung von DigiKAM

Das DigiKAM-Konsortium bestehend aus einem Forschungsinstitut (Fraunhofer IEM), einem IT-Dienstleister (Atos), einem Entwicklungs- und Fertigungspartner (Krause DiMaTec) sowie Anwendern der Technologie Additive Manufacturing (Miele und Remmert) bildet die gesamte Innovationskette für die Entwicklung additiv gefertigter Bauteile ab. Gefördert wurde das Projekt DigiKAM von 2017 bis 2020 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi im Programm PAiCE “Platforms | Additive Manufacturing | Imaging | Communication | Engineering – Digitale Technologien für die Wirtschaft”.

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