Fraunhofer baut mobile 3D-Druck-Fabrik zum Mitnehmen

| Redakteur: Lilli Bähr

Die mobile Fabrik wird voll ausgestattet zu seinem Bestimmungsort transportiert, dort braucht sie dann nur noch Strom, Wasser und Druckluft.
Die mobile Fabrik wird voll ausgestattet zu seinem Bestimmungsort transportiert, dort braucht sie dann nur noch Strom, Wasser und Druckluft. (Bild: Fraunhofer IPA)

Das Fraunhofer IPA hat eine mobile Fabrik entwickelt, deren Kernstück ein 3D-Drucker ist. Der Container beinhaltet eine komplette, automatische Produktionslinie und soll sich schnell an jeden Ort transportieren lassen.

Künftig können maßgeschneiderte Produkte innerhalb kurzer Zeit direkt vor Ort gefertigt werden. Möglich macht es eine mobile Fabrik namens „Cassa Mobile“, die zwölf europäische Unternehmen und Institute unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA im gleichnamigen EU-Projekt entwickelt haben. Auch die Idee und das Konzept stammen aus dem Fraunhofer IPA. „Über die mobile Fabrik soll sich die Lieferzeit von bis zu einer Woche auf zwei Tage verkürzen lassen“, sagt Raphael Adamietz, Projektleiter am IPA. Das italienische Wort „Cassa Mobile“ heißt nichts anderes als „Container“. In seinem Inneren verbirgt sich eine intelligente Minifabrik.

Mit dem Lkw transportieren, anschließen und produzieren

Für die Herstellerfirmen soll die mobile Fabrik verschiedene Vorteile bieten. Zum einen die große Flexibilität: Die Abmessungen des Containers haben die Forschenden bewusst so gewählt, dass er gerade noch ohne Eskorte über die Straßen gefahren werden kann. Die Unternehmen brauchen ihr Equipment nur einmal anzuschaffen und können es dort einsetzen, wo sie es benötigen – somit können sie Geld sparen und die Umwelt schonen. Vor Ort kann es dann sofort losgehen: Der Container wird laut IPA voll ausgestattet zu seinem Bestimmungsort transportiert, dort braucht er dann nur noch Strom, Wasser und Druckluft. Da in direkter Kundennähe gefertigt werden kann, sollen sich die Lieferzeiten deutlich verkürzen.

Flexibel durch modularen Aufbau

Da die Forscher die Fabrik bewusst modular aufgebaut haben, sollen sich unterschiedliche maßgeschneiderte Produkte innerhalb kurzer Zeit direkt vor Ort herstellen lassen. Die Prozesskette soll sich flexibel ändern oder erweitern lassen, einzelne Module können auch weggelassen werden. So kann die mobile Fabrik beispielsweise nach Erdbeben in Katastrophengebieten eingesetzt werden. Direkt vor Ort soll sie die Bauteile produzieren, die das Technische Hilfswerk benötigt – etwa um die Trinkwasserversorgung wiederherzustellen. Denkbar sind auch Produktionen in Gegenden, in denen es sehr aufwändig wäre, eine Fabrik aufzubauen, da es an passenden Gebäuden und der nötigen Infrastruktur hapert.

Kernmodul: 3D-Drucker

Das Kernmodul der Produktionsanlage ist der 3D-Drucker, der am IPA entwickelt wurde. „Für den Druck kombinieren wir zwei Materialien: Für das Bauteil selbst verwenden wir üblicherweise Polyamid. Die Stellen, an denen wir später kein Material haben wollen, füllen wir zunächst mit einem Supportmaterial, das wir anschließend in einem Lösungsmittel auflösen“, erläutert Adamietz. Auf diese Weise können die Forscher dreidimensionale freigeformte Strukturen herstellen. Die Druckmaterialien liegen dabei als aufgerollte Kunststoffschnur vor. Diese wird aufgeschmolzen und linienförmig auf dem Substrat abgelegt. Damit die Oberfläche homogen und das Bauteil maßhaltig wird, heizen die Forscher auch den Bauraum auf.

Eine Kamera überwacht den gesamten Druckvorgang und soll helfen, Fehler sofort zu korrigieren. Das soll den Ausschuss reduzieren, die Qualität verbessern und aufwändige manuelle Kontrollen sparen. Die produzierten Bauteile sind daher laut IPA bereits sehr exakt. Sollte eine Oberfläche einmal nicht ideal sein, kann sie über ein Fräsmodul nachbearbeitet werden. Sind sterile Produkte gefordert, so wird das Produkt nass gereinigt, mit Wasserdampf sterilisiert und steril verpackt. Damit die Luft im Container rein ist und bleibt, wird sie ständig umgewälzt und durch Luftfiltereinheiten gedrückt, die Verunreinigungen herausfischen. Ein zentraler Rechner verbindet alle Komponenten und steuert das gesamte Produktionssystem.

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