Verfahren im Bereich der Additiven Fertigung
Stand der Dinge international und in der Schweiz
Die Verfahren im Bereich der additiven Fertigung (Additive Manufacturing, AM) umfassen die gesamte Bandbreite an aktuell verfügbaren oder noch in Entwicklung stehenden AM-Prozessen, also auch verschiedene vor- oder nachgelagerte Prozesse, die zur Herstellung von einsatzbereiten Komponenten und Produkten notwendig sind. Beispiele für AM-Prozesse sind pulverbasierte Technologien wie das Selective Laser Sintering (SLS) und das Selective Laser Melting (SLM) für Kunststoff- und Metallteile, Verfahren zur Verarbeitung von Filament wie das Fused Deposition Modeling (FDM) für Kunststoffe sowie fluidbasierte Verfahren wie die Stereolithographie (SLA). Beispiele für vielversprechende neue Verfahren, die sich aktuell noch in der Entwicklungsphase befinden, sind das Drucken von Metallbauteilen mittels Binder Jetting (BJ), Technologien zur additiven Herstellung grosser Strukturen im Meterbereich sowie neue Mikro- und Nanoanwendungen.
Ein übergeordneter Trend ist die Industrialisierung additiver Fertigungsverfahren. Dies bedeutet insbesondere die stärkere Automatisierung und Integration in konventionelle Produktionsprozessketten, die Sicherstellung der Prozess- und Produktqualität sowie die Reduzierung der Herstellungskosten. Die Bedeutung dieses Trends ist nicht zu unterschätzen. Additiv gefertigte Anwendungen und Bauteile haben ein erhebliches Innovationspotenzial, das kostengünstig und qualitativ hochwertig umgesetzt werden muss. Anwendungsnahe Beispiele mit Bedeutung für die Schweiz sind die Kunststoffindustrie, der Leichtbau (Flugzeug-, Raumfahrtindustrie), der Maschinenbau, die Medizinaltechnik und die Turbinenindustrie. Bereiche also, die zur herausragenden Position der Schweiz im internationalen Innovationsranking beitragen.
Konsequenzen für die Schweiz
Im internationalen Vergleich – insbesondere gegenüber Deutschland, Grossbritannien, den USA und China – hat sich die Schweizer Industrie- sowie Forschungsförderungslandschaft in der Entwicklung industrieller AM-Prozesse eher zurückgehalten. Der Trend der stärkeren Industrialisierung ist jedoch von hoher Bedeutung, da er neue Ideen und Know-how in der Weiterentwicklung und Implementierung von Technologien sowie innovative Qualitätssicherungskonzepte erfordert. Dies sind Bereiche, in denen die Schweiz ihre traditionellen Stärken ausspielen kann. Sie hat bei der Entwicklung neuer AM-Technologien, bei der stärkeren Industrialisierung der additiven Fertigung sowie bei der Qualifizierung der AM-Technologien für spezielle Anwendungen die Chance, ihre Kompetenzen in einem stark wachsenden Markt einzubringen. Sie kann und soll auch mithelfen, AM-Technologien auf das nächste Level hinsichtlich Qualität und Kosten zu bringen. Das Meistern dieser Herausforderungen wird die Schweizer Forschung und Industrie sicherlich für die kommenden fünf bis acht Jahre beschäftigen. Um diese Aufgaben erfolgreich anzugehen, ist ein grundsätzliches Bekenntnis der Politik zur Förderung der Fertigungstechnik in der Schweiz von zentraler Bedeutung. Zudem sind geeignete Förderstrukturen, -programme und -schwerpunkte notwendig.