Effizienter 3D-Druck: Angewandte Wissenschaft und Unternehmenskooperation zwischen Liberec und Zittau
Seit 2022 wird in Tschechien ein Deutscher Wirtschaftspreis vergeben. Mit diesem werden Unternehmen im tschechisch-deutschen Umfeld ausgezeichnet, die besondere Leistungen in bestimmten Kategorien erbracht haben. Radio Prag International stellt ein Projekt vor, das dieses Jahr von der Deutsch-Tschechischen Industrie- und Handelskammer (DTIHK) einen der drei Preise erhalten hat.
Zittau liegt im östlichsten Zipfel Deutschlands. Das klingt nach Abgeschiedenheit und Strukturproblemen – doch man weiß sich zu helfen, indem man ganz einfach mit Tschechien gemeinsame Sache macht. So auch in Wirtschaft und Wissenschaft. Sebastian Scholz leitet das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Informationstechnik in Zittau und ist Professor an der Hochschule Zittau-Görlitz. Er sagt:
ZUM THEMA
„Ich denke, das ist darin begründet, dass wir eine gewisse geographische Nähe haben. Zittau liegt im Dreiländereck zwischen Polen, Tschechien und Deutschland. Und unsere Nachbarstadt Liberec – für tschechische Verhältnisse keine kleine, sondern eher eine mittelgroße Stadt – hat eine sehr gute, traditionelle Universität. An der Technischen Universität Liberec gibt es ähnliche Themenschwerpunkte in der Ausbildung, wie wir das am Fraunhofer-Institut haben.“
Das habe dazu geführt, dass vor zehn Jahren schon die Kooperation gestartet worden sei, sagt Sebastian Scholz. Damals habe man noch in einem kleinen Team zusammengearbeitet, so der Experte für funktionsintegrierende Kunststofftechnologien.
„Mein allererstes Projekt war ein grenzübergreifender Lehrverbund der TU Liberec und der Hochschule Zittau-Görlitz. Dabei haben wir Studenten aus Deutschland zu Praktika nach Tschechien und Studenten aus Tschechien zu Praktika nach Deutschland geschickt. Zudem haben Dozenten jeweils an der anderen Institution Lehrveranstaltungen geleitet. Das hat uns sehr zeitig zusammengeschweißt, und daraus ist im Prinzip eine kontinuierliche Zusammenarbeit entstanden. Wir haben jetzt das siebte oder achte Projekt am Laufen, worüber ich froh bin“, merkt Scholz an.
Am aktuellen Projekt sind neben dem Fraunhofer-Institut in Zittau und der TU Liberec noch drei Unternehmen aus Tschechien und Deutschland beteiligt. Und obwohl es erst Anfang dieses Jahres gestartet wurde und noch bis Ende 2027 fortgesetzt wird, hat es bereits den Wirtschaftspreis der Deutsch-Tschechischen Industrie- und Handelskammer erhalten.
Zwei Forschungsinstitute, drei Firmen
Das Kooperationsprojekt nennt sich AI 4 Multi Directional Additive Manifacturing, und es siegte im Bereich grenzüberschreitende Kooperation. Überreicht wurde der Deutsche Wirtschaftspreis beim German Czech Economic Forum vergangene Woche in Prag. Sebastian Scholz war genauso bei der Übergabe wie der Projektmanager Michal Amrich von der tschechischen Firma Entry Engineering sowie Jan Kočí von der Technischen Universität in Liberec. Letzterer sagte:
„Für uns ist das eine Auszeichnung unserer langjährigen tschechisch-deutschen Zusammenarbeit. Gemeinsam mit unseren Partnern aus der Industrie sowie dem Fraunhofer-Institut und dessen Partnern bemühen wir uns, neue Technologien in die reelle Produktion einzuführen. Wir sind zwar eine Universität, aber am Institut, an dem ich beschäftigt bin, geht es um angewandte Forschung, sodass die Industrie davon profitiert.“
Was aber ist nun konkret der Inhalt bei dem Projekt? Sebastian Scholz erläutert, dass es um großformatigen 3D-Druck gehe, um Kunststoffbauteile mit mehr als einem Kubikmeter Fassungsvermögen...
„Das Problem ist, wenn man große Bauteile 3D druckt, schleichen sich immer ganz viele Fehler ein. Da kann mal eine Schicht nicht richtig haften, oder das Teil sich verziehen. Am Ende ist es dann nicht mehr maßhaltig. Doch der Druckprozess von solch einem großen Bauteil dauert manchmal sehr lange – 5, 10, 15 oder 20 Stunden, je nachdem wie groß oder auch komplex das Teil ist. Und da will man natürlich auch, dass dieser Druckjob, wie wir dazu sagen, erfolgreich ist und das Bauteil funktioniert – um nicht noch einmal den Prozess von vorne starten und neu drucken zu müssen“, so der Wissenschaftler.
Deswegen wird seinen Aussagen nach bei dem neuen Verfahren der ganze Prozess nicht nur mit speziellen Sensoren überwacht, sondern auch nach Bedarf fortlaufend angepasst:
„Das heißt, das Bauteil wächst Schicht für Schicht. Und sobald wir feststellen, dass dort etwas nicht ganz so funktioniert, wie es sein sollte – dass es sich vielleicht verzieht, dort Bläschen oder Lunker (Poren, Anm. d. Red.) sind oder eine Schicht nicht anhaftet – müssen wir den Prozess so korrigieren, dass es dann in der nächsten Lage funktioniert und das Bauteil noch zu verwenden ist.“
Weniger Kosten und Zeitersparnis
Dass die Universität Liberec für die Lösung solcher Probleme der geeignete Partner ist, ergibt sich aus ihrer Ausrichtung, wie Jan Kočí ausführt:
„Wir führen hier das Nationale Kompetenzzentrum für industriellen 3D-Druck. Dort befassen wir uns mit Teilprojekten, die sich um 3D-Druck, neue Materialien, den Einsatz der Digitalisierung und der Produktionsoptimierung drehen.“
Die Firma Entry Engineering aus Liberec stellt wiederum die Technik für den Druck her.
„Eine unserer Abteilungen befasst sich mit der Herstellung von Karbonbauteilen. Und zwar geht es konkret um den Bau eines großformatigen 3D-Roboterdruckers, mit dem solche Formen und Modelle gefertigt werden, die fast schon nutzungsfertig sind und nur noch auf einfache Art bearbeitet werden müssen“, so Projektmanager Amrich.
Damit dabei möglichst wenig Ausschuss entsteht, ist laut Sebastian Scholz neben guten Sensoren noch etwas erforderlich:
„Wir brauchen gute Prozess-Software, deswegen haben wir auch die Kollegen von der TU Liberec an Bord. Und andere Partner wie die Firma RTT zum Beispiel, die stark ist im Bereich der Prozess- und Robotik-Automatisierung. RTT ist Endanwender und verbaut die Teile dann zum Beispiel im Zug oder im Krankenwagen. Deswegen ist eine gute Symbiose aus verschiedenen Unternehmen entstanden, die auch rein geografisch eng beieinandersitzen – in der Oberlausitz und im Kreis Liberec. Und wir haben am Rand des Projektes noch über ganz viele weitere Ideen gesprochen, die man in Zukunft auch noch gemeinsam angehen kann.“
Im Übrigen kannten sich die beiden beteiligten deutschen Unternehmen und Entry Engineering aus Liberec noch nicht und haben erstmals zueinandergefunden. Und Michal Amrich ist überzeugt, dass die Zusammenarbeit auch messbare Früchte trägt:
„Unser Produkt wird deutlich helfen. Die Prognosen für die finanziellen Einsparungen liegen bei circa 30 Prozent, für die Zeitersparnis bei 50 Prozent und für die Abfallreduktion bei 80 Prozent.“
