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Bekanntmachung: Förderung des Themenfelds "Linienintegration additiver Fertigungsverfahren"

Bekanntmachung

Richtlinie zur Förderung des Themenfelds "Linienintegration additiver Fertigungsverfahren" im Rahmen des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland". 

Bundesanzeiger 27.09.2017

1 Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Themenfeld "Linienintegration additiver Fertigungsverfahren" auf der Grundlage des Programms "Photonik Forschung Deutschland" (www.photonikforschung.de) und leistet damit einen Beitrag zur Umsetzung der neuen Hightech-Strategie der Bundesregierung. Im Forschungs- und Innovationsfeld "Digitale Wirtschaft und Gesellschaft" der Hightech-Strategie wird das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 als eine prioritäre Aufgabe identifiziert. Hierzu sollen Forschungsvorhaben der Photonik gefördert werden, die einen Beitrag zur Bewältigung der steigenden Anforderungen an Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und Vernetzung der industriellen Produktion und der zunehmenden Einbindung von Kunden und Geschäftspartnern in klassische Produktions- und Geschäftsprozesse leisten. Additiven Fertigungsverfahren auf der Basis photonischer Technologien kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu.

Additive Laser- oder Elektronenstrahlverfahren können flexibel unterschiedlichste Geometrien realisieren – die Massenfertigung individualisierter Produkte wird möglich. Zudem eröffnen sie die Fertigung komplexer Strukturen ohne ­wesentlichen Mehraufwand. Bei der additiven Herstellung metallischer Bauteile haben laser- und elektronenstrahl­basierte Verfahren Einzug in erste Serienanwendungen gehalten – meist jedoch nur als Insellösung ohne durchgängige Einbindung in Prozessketten. Um den Schritt zur breiten Nutzung der additiven Fertigung in der Serienproduktion erfolgreich zu gestalten, sind noch signifikante Forschungsanstrengungen notwendig, die mit dieser Fördermaßnahme unterstützt werden sollen.

1.1 Zuwendungszweck
Dank der engen Kooperation zwischen den Anbietern und Anwendern additiver Fertigungstechnologien besitzt Deutschland eine sehr gute Ausgangsposition, um im internationalen Wettbewerb seine Führungsrolle auch künftig zu behaupten und auszubauen – sowohl als Leitanbieter als auch als Leitmarkt.

Vor dem Hintergrund des internationalen Wettbewerbs auf dem Gebiet der additiven Fertigung bedarf es dazu jedoch einer deutlichen Intensivierung der auf die industrielle Nutzung ausgerichteten Forschungsanstrengungen.

Ziel dieser Fördermaßnahme ist

die Entwicklung robuster vertikaler Prozessketten für additive Fertigungsverfahren sowiedie Integration der additiven Fertigung in durchgängige horizontale Prozessketten der industriellen Serienfertigung. Die Produktivität additiver Fertigungsverfahren muss gesteigert und das Zusammenspiel mit konventionellen Fertigungsverfahren mittels durchgängiger Datenformate und geeigneter Schnittstellen einfacher werden.

Dazu bedarf es weiterer Fortschritte, beginnend bei den Ausgangsmaterialien über die Laser- und Elektronenstrahlsysteme und die Prozessüberwachung bis hin zu einheitlichen, durchgängigen Softwarelösungen und industrietauglichen Standard-Schnittstellen.

Typische Anwendungen additiver Fertigungsverfahren fokussieren zurzeit auf die Prototypenfertigung und auf Märkte, in denen in der Regel hochpreisige Produkte in kleinen Stückzahlen in Stand-alone-Prozessen gefertigt werden, und auch hier mit Einschränkungen u. a. bezüglich verfügbarer Materialien oder erreichbarer Festigkeiten, z. B.:

  • medizinische Implantate (z. B. individuelle Implantate aus Titanlegierungen)
  • Werkzeug- und Formenbau (z. B. für die Herstellung von Spritzgussbauteilen)
  • Sonderanfertigungen mit komplexen Geometrien in geringen Stückzahlen (z. B. Hydraulikkomponenten)

Vereinzelt werden auch bereits spezialisierte Teile wie Sensorgehäuse
oder Einspritzdüsen für Flugzeugturbinen in Serie gefertigt. Dem zugrunde liegen langjährige Forschungsarbeiten, die für das jeweilige Bauteil spezifische Herausforderungen bei Design, Material und Bearbeitungsprozess adressiert haben.

Anwendungen, auf die aktuelle Anstrengungen in Forschung und Entwicklung zielen, umfassen u. a.:

  • Sondermaschinenbau (kleine Stückzahlen, hohe Komplexität, kurze Innovationszyklen)
  • Turbomaschinenbau (Flugtriebwerke, stationärer Turbinenbau),
    Herstellung komplexer Bauteile in Leichtbauweise mit verbesserter Funktionalität (z. B. Kühlung
  • )Luft- und Raumfahrtindustrie (Vorserien- und Serienanwendungen, Individualisierung, funktionsoptimierter Leichtbau)
  • Automobilindustrie (Kleinserienfertigung, Ersatzteilfertigung, Individualisierung, funktionsoptimierter Leichtbau)

Hier sind jedoch entlang aller Glieder der Prozessketten noch
zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen, die heute einer Implementierung additiver Technologien zur robusten Fertigung größerer Stückzahlen und damit einer breiten industriellen Nutzung entgegenstehen. Einzeln und in Teilen der Prozessketten wurden und werden diese Aspekte bereits, u. a. im Rahmen der BMBF-Förderung, adressiert. Im nächsten Schritt geht es nun darum, den Weg zu bereiten für die Linienintegration im industriellen Umfeld. Dazu ist es erforderlich, Prozessketten vollständig abzubilden, die additive Fertigung besser in Produktionsabläufe zu integrieren und industrielle Anwendungen in den Vordergrund zu stellen. Dabei ist die Digitalisierung der Produktion ein wesentlicher Aspekt, und zwar durchgängig, vom Design über die Fertigung bis zu Vertrieb und Wartung.

Das BMBF will mit der Fördermaßnahme kooperative, vorwettbewerbliche Verbundprojekte unter industrieller Führung unterstützen, die wesentliche Hemmnisse bei der Linienintegration additiver Fertigungsverfahren im industriellen ­Umfeld adressieren und ein großes Marktpotenzial aufweisen. Kennzeichen der Projekte sind ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe. Für eine Lösung sind in der Regel inter- und multidisziplinäres Vorgehen und eine enge Zusammenarbeit von Unternehmen, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen erforderlich. Die Vorhaben sollen komplette Prozessketten vom Produktdesign und der Bereitstellung der ­Materialien über die konventionellen und additiven Bearbeitungsschritte bis hin zur abschließenden Qualitätssicherung umfassen. Die Verbundstruktur soll insbesondere die notwendige Zusammenarbeit zwischen Technologieentwicklern und Anwendern bzw. Systemintegratoren widerspiegeln und einen Beitrag zur Förderung der Zusammenarbeit sowohl untereinander wie mit Anwendern leisten.

Die Fördermaßnahme zielt auf Innovation und Wachstum in Deutschland. Der inländischen Verwertung der Projektergebnisse kommt daher besondere Bedeutung zu. Da Innovations- und Beschäftigungsimpulse gerade auch von Unternehmensgründungen ausgehen, sind solche Gründungen im Anschluss an die Projektförderung des BMBF ­erwünscht. Der High-Tech-Gründerfonds der Bundesregierung bietet hierzu Unterstützung an. Weitere Informationen finden sich unter www.high-tech-gruenderfonds.de.

Zur vollständigen Bekanntmachung

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