Workshop Design for Additive Manufacturing vereint Theorie und Praxis

26.04.2017
  Sprecher vor Publikum Urheberrecht: Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer

Am 26. und 27. April veranstaltete die Research Area TIME der RWTH einen Designworkshop rund um das Thema Additive Manufacturing. Als namhafter Protagonist zu Besuch: Professor Timothy Simpson von der Pennsylvania State University. Über zwei Tage vermittelte der amerikanische Gastwissenschaftler den Teilnehmenden Inhalte und Konzepte unter dem Titel „Designing for Additive Manufacturing. A Metal-Based Additive Manufacturing Short Course”. Er stellte besonders Kompetenzen im Umgang mit metallbasierten additiven Verfahren in den Fokus und widmete sich im Gespräch den Herausforderungen, die diese innovative Technik mit sich bringt.

Timothy Simpson bekleidet als einer der führenden amerikanischen Experten im Bereich 3D-Druck die Paul Morrow Professur für Engineering Design and Manufacturing an der Pennsylvania State University und veranstaltet seit fünf Jahren regelmäßig Workshops im Bereich Design für additive Fertigungsverfahren. Bei seinem ersten Aufenthalt in Deutschland ist er zu Gast des Exzellenzclusters Produktionstechnik

Professor Simpson nutze die Gelegenheit, um sich mit den ca. 25 Teilnehmenden dem metallbasierten additiven Fertigungsverfahren aus der Perspektive des Designers anzunähern um künftige Expertise auf dem Gebiet zu fördern. Innerhalb des Workshops trafen Teilnehmende aus sowohl fertigungsnahen Bereichen als auch der Psychologie und dem Innovation Management aufeinander, eine interdisziplinäre Gruppe, die Professor Simpson an den Designprozess in CAD heranführte und verschiedene Perspektiven im Bereich AM aufzeigte.

Am ersten Tag des Workshops widmete der Kurs sich im Anschluss an die Begrüßung dem Designprozess vom ersten Schritt, dem Entwurf und der Modellierung in CAD, über die Schritte des Process Planning, der tatsächlichen maschinellen Fertigung bis hin zum Postprocessing. Er besprach den Ablauf eines Design- und Fertigungsprozesses inklusive der besonderen Herausforderungen während jeder Phase. Wie Simpson betonte, finden genau innerhalb dieser Phasen der Planung wichtige „key decisions“ statt, die das Endresultat massiv beeinflussen. Diese einzelnen Schritte müssten dabei sorgfältig geplant sein, um im ersten Versuch zum optimalen Endprodukt zu gelangen. Im Laufe des Nachmittags kristallisierte sich vor allem Process Planning als zentrale Herausforderung des 3D-Drucks heraus; Bauzeiten, Voraussetzungen für Tragstrukturen, Temperaturverhalten, Eigenspannungsaufbau und Materialbeschaffenheit wurden als kritische Parameter identifiziert und durch Beispiele illustriert, um den Teilnehmenden einen ganzheitlichen Überblick über die Herausforderungen des Additive Manufacturing zu bieten.

  Modellboot Urheberrecht: Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer

Als Abwechslung zum theoretischen Teil des Workshops folgte auf den ersten Überblick über die Herausforderungen des Designs der praktische Teil, bei dem die Teilnehmenden selbst zu Designer wurden. Die praktische Design Challenge führte die Teilnehmenden in Teams an das CAD-Design eines eigenen Modells heran und verlangte am späten Nachmittag Konzentration und Kreativität. Ein von Professor Simpson mithilfe des 3D-Druckers gefertigtes Modellboot wurde von ihm durch die sukzessive Beladung mit Ein-Cent-Münzen in einem Gefäß voll Wasser zum Sinken gebracht, um die Teilnehmenden vor eine praktische Herausforderung zu stellen. Mit der Aufgabe, ein eigenes Modellboot mit einer höheren Ladekapazität zu designen, schlug der Kurs den Bogen zwischen Theorie und Praxis. Die einzige Bedingung: Das Schiff sollte in weniger als zwei Stunden mithilfe des bereitstehenden 3D-Druckers gefertigt werden können. In konzentrierter Zusammenarbeit modellierten die Teams ihre Schiffe mithilfe des Design Tools Tinkercad während Professor Simpson mit Rat und Tat zur Seite stand. Die Auflösung, welches Schiff der Aufgabe gewachsen war folgte am zweiten Tag.

  Professor Simpson spricht mit Teilnehmenden Urheberrecht: Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer

Der zweite Kurstag bot vor allem eine zukunftsgerichtete Perspektive, die Teams präsentierten sich gegenseitig neue Businessmodelle, die sich aus den Möglichkeiten der additiven Fertigung ergeben haben, von Medizintechnik, über Designer bis zu Service Providern. Mit einem Blick auf die zukünftige Richtung, die Additive Manufacturing einschlagen wird und die Perspektive, dass noch viel zu erreichen ist, endete der Kurs am Abend des zweiten Tages.

Professor Simpson äußerte sich sehr zufrieden über den Verlauf des Kurses und merkte an, besonders die Diversität der Gruppe habe ihren Teil dazu beigetragen, dass der Kurs eine interessante Erfahrung für alle Teilnehmenden war.

Ein kurzes Interview mit Professor Simpson über seinen Aufenthalt in Deutschland, den Workshop Designing for Additive Manufacturing und die deutsche Industrie ist hier zu finden.