third dimensions magazine 03-04/17

issue 3-4/2017

third DIMENSIONS

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magazine Copyprice 8,50 €

Additive Manufacturing 3D Printing Rapid Prototyping Industry 4.0 Robotics Internet of Things

Zukunft Industrie 4.0 »Kollege Roboter kommt«

Ausgezeichnete 3D-Drucker jetzt im Fachhandel kaufen Ultimaker 3 Funktionen: • Dual Head Print Funktion • Kamera • WiFi/LAN • USB • RFID Filamenterkennung • High Resolution 3D Druck • Open Source Material und Software • Beheiztes Druckbett • Active Leveling

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IN FOCUS CONTENT Nicht erst seit der Hannover Messe 2017 ist ein Wort in aller Munde. „Industrie 4.0“. Bei der Definition handelt es sich um einen Marketingbegriff, der auch in der Wissenschaftskommunikation verwendet wird, und steht für „Zukunftsprojekte“ der deutschen Bundesregierung. Die sogenannte „vierte industrielle Revolution“ zeichnet sich durch Individualisierung der Produkte und die Integration von Kunden und Geschäftspartnern in die Geschäftsprozesse aus. Wir werden uns ab dieser Ausgabe auch den Themenbereichen Industrie 4.0, Robotik als auch dem „Internet of Things“ widmen. In Verbindung mit der Additiven Fertigung entstehen in Zukunft sicherlich bemerkenswerte Projekte. Mehr Informationen zu den bemerkenswerten Produkten und Strategien der Hersteller KUKA, Bosch sowie Franka Emika finden Sie bereits in dieser Ausgabe!

EOS GmbH

EOSPRINT 2.0 für 3D-Druck Arburg GmbH

Arburg Technologie Tage 2017 Formlabs GmbH

Waschen und Härten Moulding Expo 2017

Zwischen Design und Serienfertigung SV Veranstaltungen

Praxis-Seminar Metall-3D-Druck Renishaw PLC

Digital evolution of cranial surgery MAN Diesel & Turbo

3D-Druck wird zum Standard OR Laser GmbH

Neuer Player am Markt Franka Emika GmbH

Sensitive and smart for everyone!

Igus GmbH

Schnäppchen Roboter Robert Bosch GmbH

third DIMENSIONS magazine Editor in Chief: Joerg Binz Layout/Design: a! mediendesign Editorial Staff: J. Binz, A. Krämer, C. Klausner, M. Hülsmann, R. Müller, U. Osterrieder third DIMENSIONS publishing Feldkirchner Straße 1d 85599 Parsdorf / Munich Fon: +49 89 30789007 e-mail: redaktion@thirddimensions.net www.issuu.com/thirddimensions

Kollege Roboter KUKA Industries GmbH

Now the robot gets a grip on it Italian Volt Ltd

The next Big Thing Concept Laser

Kraniomaxillofazial Chirurgie

/ co nte nt

third DIMENSIONS magazine Arburg Technologie Tage Über 6.700 Gäste aus 53 Nationen machten die Arburg Technologie-Tage Ende März 2017 wieder zum großen Inhouse-Event in der Branche.

Am Stammsitz in Loßburg gab es weitaus mehr zu sehen als bei den meisten Fachmessen. Präsentiert wurden mehr als 50 Exponate in Aktion, die Effizienz-Arena mit dem Thema „Industrie 4.0 pragmatisch“, Turnkey-Spritzgießlösungen, das neue Arburg Prototyping Center für die additive Fertigung mit dem Freeformer sowie ein spezieller Servicebereich. Weitere Impulse erhielten die Fachbesucher bei Expertenvorträgen und Be-

EOSPRINT 2.0 fuer 3D-Druck

triebsrundgängen. „Für unsere jährlichen Technologie-Tage setzen wir alle Hebel in Bewegung, um unseren geladenen Gästen einen umfassenden Überblick über das Arburg-Produktprogramm, Trends in der Kunststoffverarbeitung und innovative Anwendungen zu geben“, resümiert Michael Hehl, geschäftsführender Gesellschafter und Sprecher der Arburg-Geschäftsführung.

Im Bereich Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) waren insgesamt acht Exponate zu sehen, davon fünf im neuen Arburg Prototyping Center. Im Fokus stand hier die industrielle additive Fertigung von Funktionsbauteilen einzeln oder in Kleinserien – darunter Greifer aus PA und TPE, Handyschalen mit optimierter Oberfläche sowie Bauteile aus einem für die Luft- und Raumfahrt freigegebenen PC. Hinzu kamen Elektronikteile mit Flammschutz sowie Implantate aus medizinischem PLA. Weitere Informationen finden Sie unter

EOS stellt mit „EOSPRINT 2.0“ die neueste Generation seines CAM-Tools für die Additive Fertigung vor. Zusammen mit Datenvorbereitungssoftware wie Siemens NX oder Magics bietet die neue EOS-Software eine umfassende AM CAM-Umgebung für Ingenieure. EOSPRINT 2.0 verfügt laut Hersteller über eine intuitive Benutzeroberfläche, gibt Anwendern mehr Freiheit bei der optimalen Anpassung anwendungsspezifischer Parameter und vereinfacht die Optimierung von Bauteilen. Das soll für erhöhte Produktivität und Bauteilqualität sorgen. EOSPRINT 2.0 ist jetzt für die Metall-Drucksysteme EOS M 290 und EOS M 400 erhältlich. Mit den nächsten Software-Versionen sollen auch alle gängigen EOS-Metall- sowie zukünftige Polymersysteme unterstützt werden. EOSPRINT 2.0 arbeitet mit einem workflowbasierten Ansatz der grafischen Benutzeroberfläche, die den AM-CAM-Prozess abbildet. Das bedeutet, dass die Softwarearchitektur um die einzelnen Arbeitsschritte zur Datenaufbereitung für den industriellen 3D-Druck herum aufgebaut ist. Damit durchläuft der Anwender Schritt für Schritt alle notwendigen Maßnahmen zur Vorbereitung der Bauteildatei für den additiven Fertigungsprozess. Tools und Merkmale verhalten sich dabei entsprechend dem Kontext des jeweiligen Vorbereitungsschritts im Workflow. EOSPRINT 2.0 ist intuitiv zu erlernen und die ersten Schritte des additiven Fertigungsprozesses werden vereinfacht.

EOSPRINT ist für die Integration in automatisierte Workflows und damit für die Digitalisierung der Fertigung (Industrie 4.0) ausgelegt. Die Funktionalitäten der Lösung sind modular aufgebaut, so dass das Tool sowohl in CAD/CAM- als auch in ERP/MES-Umgebungen integriert werden kann. Weitere Informationen finden Sie unter

// www.arburg.com /

// www.eos.info /

/ ho t s t u ff Neues von Formlabs: Waschen und Haerten

Mit „Form Wash“ und „Form Cure“ bietet Formlabs ab September 2017 eine Komplettlösung für die Reinigung und Aushärtung von SLA 3D-Drucken sowie zur Optimierung von Materialeigenschaften an. Formlabs hat das neue System zur Nachbearbeitung zum ersten Mal auf der „Rapid+TCT“-Messe vorgestellt. „Der Weg vom fertigen Druck zum finalen Produkt ist mit Form Wash und Form Cure jetzt so effizient und sauber wie noch nie”, so Dávid Lakatos, Produktvorstand bei Formlabs.

Form Wash soll einen einheitlichen und automatisierten Reinigungsprozess von 3D-gedruckten Modellen ermöglichen. Nutzer des Form 2 können die Konstruktionsplattform inklusive gedruckten Teilen direkt in Form Wash platzieren. Form Wash wäscht die Druckteile in Isopropanol und führt sie nach Beendigung des AusMetal Laser Melting at toolcraft Metal Laser Melting at toolcraft waschprozesses wieder an die Luft. Zusätzlich enthält Form Wash Aufbewahrungsraum für Finish-Werkzeuge und ein Aräometer, das den Zeitpunkt für den Austausch des Isopropanols anzeigt.

Form Cure bietet eine automatisierte Methode der AusTOOLCRAFT – YOUR PARTNER härtung von kunstharzbasierten 3D-Drucken an. Durch TOOLCRAFT – YOUR PARTNER FOR TOTAL SOLUTIONS eine systematische Kontrolle von Licht, UmgebungsFOR TOTAL SOLUTIONS IN METAL LASER MELTING temperatur und Belichtungszeit wird der PolymerisaIN METAL LASER MELTING tionsprozess optimiert. Form Cure verbindet 405 nm ++ Proven in high-end markets such as aerospace and ++ Proven in high-end markets such as aerospace and Lichtwellen mit einem Heizsystem, das ideale Temperamotor sports ++ For even the most complex geometries motor sports ++ For even the most complex geometries turbedingungen für die mechanischen Eigenschaften ++ From super alloys of all kinds, including high-strength ++ From super alloys of all kinds, including high-strength von SLA 3D-Drucken bietet. Die Aushärtung mit Form Scalmalloy® ++ No tooling, time saving and energy efficient Scalmalloy® ++ No tooling, time saving and energy efficient Cure erhöht die Leistungsfähigkeit sämtlicher Kunsthar++ Now also with multi-laser equipment for enhanced ++ Now also with multi-laser equipment for enhanced ze von Formlabs. Weitere Informationen über die Komproductivity productivity plettlösung finden Sie unter

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More details and brochure: More details and brochure: www.toolcraft.de/en/metal-laser-melting www.toolcraft.de/en/metal-laser-melting

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Zwischen Design und Serienfertigung Vom 30.05. bis 02.06.2017 findet die nächste Moulding Expo in Stuttgart statt. Wenn die Messe ihre Tore öffnet, werden neben den Werkzeugmachern auch wieder die Modell- und Formenbauer im Fokus stehen. Sie bilden eine besondere Ausstellergruppe, die sich zum einen sehr vielfältig präsentiert, die sich in den letzten Jahren aber auch enorm gewandelt hat.

„Die Branche ist in der Prozesskette zwischen Design und Serienfertigung traditionsgemäß sehr weit vorn angesiedelt“, erklärt Peter Gärtner, Informationsstelle für Unternehmensführung des Bundesverbands Modell- und Formenbau (BVMF). Eine Fokussierung der Betriebe auf eine der klassischen Fachrichtungen Gießereimodellbau, Karosserie- und Produktionsmodellbau, Anschauungsmodellbau, teilweise ergänzt durch den Formen- und Lehrenbau, findet aber kaum noch statt. „Seit Jahren ist zu beobachten, dass die Übergänge fließender werden, Betriebe sich immer breiter aufstellen und auch im Werkzeugbau unterwegs sind“, so Gärtner weiter. Die bedeutendste neue Technologie ist der 3D-Druck bzw. die additive Fertigung. Gerade mit Hilfe des 3D-Drucks ist der Schritt in die Serienfertigung, vor allen Dingen im Prototypenbau und bei Vor- und Kleinserien, verhältnismäßig einfach. Der 3D-Druck wird aber auch von den Kunden der Modell- und Formenbauer benutzt, wie Peter Gärtner weiter ausführt. Beispielsweise stellten Gießereien zunehmend Gießformen direkt mit 3D-Sanddruckern her, insbesondere für Prototypen-Abgüsse. In diesem Fall wird keine Modelleinrichtung mehr benötigt, sodass diese Technologie für den traditionellen Gießereimodellbau zur Konkurrenz wird. Auf der anderen Seite eröffnen 3D-Drucker den Modell- und Formenbauern neue Arbeitsmöglichkeiten, die es zu nutzen gelte. Peter Gärtner nennt als Beispiele die Arbeitsvorbereitung und die Qualitätssicherung bei Modellen für Großformen wie z.B. für Schiffsmotoren. Die 3D-Daten werden skaliert und als verkleinertes Modell gedruckt, so werde ein unübersichtlicher Datensatz anschaulich.

Im Fokus der Moulding Expo stehen der Werkzeug-, Modell- und Formenbau mit Spritzgieß-, Druckguss-, Gießerei-, Stanz- und Umformwerkzeugen sowie ver-

schiedene Verfahren des Modell- und Prototypenbaus.

Komponenten und Zubehör, Werkzeugmaschinen, Bearbeitungswerkzeuge, Messtechnik und Sondermaschinen, Software, Anlagen und Dienstleistungen für den Werkzeug-, Modell- und Formenbau runden das Ausstellungsspektrum ab. Fachforen und Sonderausstellungen ergänzen das abwechslungsreiche Angebot. Weitere Informationen zur Messe finden Sie unter

// www.moulding-expo.de /

/ e ve nt

4-fach-Presswerkzeug aus Holz (lackiert) für Prototypen von Radlaufschalen / Modec

Peter Gärtner Informationsstelle für Unternehmensführung des Bundesverbands Modellund Formenbau (BVMF)

PKW-Frontschürze aus PU-Gießharz (Vakuumguss) / CP - Centrum für Prototypenbau

Skaliertes Modell einer Busfront / Modec

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Praxis-Seminar Metall-3D-Druck

Dr. Christian Seidel Abteilungsleiter Komponenten und Prozesse Fraunhofer IG CV

Gregor Jell Geschäftsführer JELL GmbH & Co. KG

Auch in diesem Jahr bietet die SV Veranstaltungen das Praxis-Seminar für Führungskräfte an. Am 28.06.2017 in Leipzig oder 26. Oktober 2017 in Stuttgart können sich am Thema Interessierte auf den neusten Stand der additiven Technologie bringen. Die angebotenen Seminare sollen Sie als Führungskraft befähigen, den häufig als Hype bezeichneten Themenkomplex der Additiven Fertigung einer objektiven Bewertung zu unterziehen. Mit dem neu erworbenen Wissen können Sie dann den Einsatz dieser Technologie für Ihr Unternehmen fundiert prüfen und planen. Durch die zahlreichen Praxisberichte, die jeden Inhaltsblock dominieren, bekommen Sie zudem ein Gespür für Best Practices vermittelt. Durch die Vermittlung zielgruppenorientierter Fachinformationen sind Sie nach dem Seminar auf dem aktuellen Stand der Technik und zudem in der Lage, eine erste Einschätzung zu Potenzialen der Additiven Fertigung in Ihrem Unternehmen zu treffen und neue Technologien systematisch einzuordnen. Das Seminar ist somit auch die ideale Wissensbasis für Betriebs- und Bereichsleitung, Technologieentwicklung, Innovationsmanagement sowie Planung und Konstruktion.

Die Seminare werden von fachkundigen Referenten geleitet: Herr Dr. Seidel verantwortet bei der Fraunhofer-

Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV die Abteilung für „Komponenten und Prozesse“, die aus den Gruppen „Additive Fertigung“ und „Qualität und Technische Sauberkeit“ besteht. Darüber hinaus vertritt er die Gesamtaktivitäten des Fraunhofer IGCV im Bereich Additive Fertigung zudem ist Dr. Seidel Mitglied der Institutsleitung am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München, wobei er sich auf die strategische Forschungsplanung im Bereich additive Fertigung und die Vernetzung mit Fraunhofer fokussiert.

Der zweite Referent, Gregor Jell, ist seit über 8 Jahren als einer der ersten Dienstleister im 3D-Druck-Segment tätig.

Durch langjährige Erfahrungen im Metall- und Kunststoffbereich als Konstrukteur sowie durch umfassende Kenntnisse in der Entwicklung von Baugruppen, zählt er zu den Spezialisten im Bereich 3D-Druck, Spritzguss und Entwicklung. Herr Jell ist Mitglied im VDI FA105 und ist an einigen Forschungsprojekten im Bereich SLM beteiligt.

// www.sv-veranstaltungen.de /

/

n e ws

Digital evolution of cranial surgery From complex reconstructive facial surgery to orthopedic and trauma surgery, advances in additive manufacturing have inspired a growing number of progressive surgeons to commission metal 3D printed patient specific implants (PSIs) and cutting guides for both complex and straightforward procedures.

UK NHS hospitals, in their quest for better quality and efficiency, have used 3D-printed anatomical models, guides and implants to improve the predictability, accuracy, safety and speed of operations. A hospital in Spain has proved that the technology can also be used across international borders in a classic example of global technology transfer with UK experts. Neurosurgeon Bartolomé Oliver, MD, PhD, practices at the Teknon Medical Center in Barcelona, Spain and has trained internationally including in Canada, USA and Sweden.

A 68-year-old female patient presented to his department with a benign growth from the left side of her cranium, caused by a meningioma, a tumor that arises from the meninges – the membranes surrounding brain and spinal cord. The computerized tomography (CT) scan revealed the growth was expanding outwards into the skull-bone.

The patient required a craniectomy to remove the growth and a cranioplasty to rebuild her skull. Dr. Oliver planned

for the combined craniectomy and cranioplasty operation allowing the patient to be treated in a single procedure. He chose PDR to partner with UK experts in 3D design, the 3D metal printing partner was Renishaw. PDR created a 3D virtual model of the cranial plate by mirroring the healthy side of the cranium using Geomagic Freeform Plus software to deliver a good aesthetic design.

The parts were manufactured on a Renishaw AM250 metal 3D printing machine in titanium with a satin finish. The material used was TiMG1 tested to ISO 10993 part 1, which was then treated with Renishaw’s X-flex technology.

The patient was discharged after four days in hospital and examined in follow-up appointments after 15 days and at monthly intervals. She was free from complications. Postoperative CT scans showed good implant performance.

// www.renishaw.com / MD, PhD Bartolomé Oliver Neurosurgeon Teknon Medical Center, Barcelona

“The Parts were delivered to us according to plan which allowed us to prepare them for the surgery. No adjustment was needed during surgery. Using the 3D-printed cutting guide and implant saved us approximately 30 percent of the time required for this kind of surgery.”

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3D-Druck wird zum Standard

MAN Diesel & Turbo stattet Gasturbinen ab sofort mit Komponenten aus dem 3D-Druck aus und setzt als weltweit erster Hersteller Selektives Laserschmelzen, kurz SLM, in der Serienfertigung ein.

auszuschöpfen, investiert MAN Diesel & Turbo derzeit in das „MAN Center for Additive Manufacturing“, ein produkt- und standortübergreifendes Expertenzentrum, das am Turbomaschinen-Werk des Unternehmens in Oberhausen angesiedelt wird. Im „MANCAM“ kommen Designspezialisten, Werkstoffingenieure und Fertigungstechniker zusammen, um Dr. Roland Herzog, die Vorteile der Additiven FertiLeiter Materialtechnologie, gung auf weitere Komponenten MAN Diesel & Turbo und Produkte auszuweiten, etwa für Laufräder von Kompressoren oder Kraftstoffdüsen von Motoren. MAN investiert derzeit rund 2,6 Millionen Euro, um die zahlreichen Vorteile der Additiven Fertigung entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu nutzen.

Neben kürzeren Entwicklungszyklen schafft der 3D-Druck zudem Freiheiten für innovative Bauteildesigns, verkürzt Fertigungs- und Lieferzeiten oder ermöglicht es dem Servicebereich, Ersatzteile kurzfristig und bedarfsgerecht zu fertigen. In einem Kurzinterview erläutert Dr. Roland Herzog, Leiter Materialtechnologie, MAN Diesel & Turbo, die Hintergründe zum Einsatz der Additiven Fertigung: Für MAN Diesel & Turbo birgt die Additive Fertigung ein enormes Potenzial, das sich vor allem bei der Herstellung von Gasturbinen-Komponenten zeigt. Additiv gefertigte Leitschaufelsegmente, die ab sofort in den Gasturbinen vom Typ MGT6100 verbaut werden, haben sich als besonders geeignet erwiesen. Die Freigabe für die Serienproduktion war das Ergebnis einer intensiven Zusammenarbeit mit hochspezialisierten Zulieferern und Entwicklungspartnern wie dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik. Um das Potenzial der Technologie weiter

Was waren die Beweggründe für Ihr Unternehmen in die Additive Fertigung einzusteigen?

Unser Ziel war es, das enorme Potential dieser Zukunftstechnologie konkret nutzbar zu machen. Es gibt einerseits einen konkreten Business Case für unser Produkt Gasturbine, der sowohl aus technologischen, als auch aus kommerziellen Vorteilen besteht. Darüber hinaus sehen wir aber auch Ansätze bei weiteren Produkten, die uns erlauben die additive Fertigung vorteilhaft für die Entwick-

/ n e ws

lung und Fertigung einzusetzen. Entscheidend dabei war und ist immer ein konkreter Kundennutzen: wie verhilft uns der 3D-Druck letztendlich zu einem besseren Angebot für unsere Kunden?

Welche Vorteile sehen Sie in der Additiven Fertigung?

Die zentralen Vorteile liegen ganz einfach darin, schneller, günstiger oder technologisch besser zu werden – oder sogar alles gleichzeitig. Schneller werden wir etwa durch kürzere Entwicklungszyklen oder verkürzte Fertigungsund Lieferzeiten. Günstiger werden wir z.B. durch vereinfachte integrierte Konstruktionslösungen. Und besser sind Bauteile aus dem 3D-Drucker häufig durch die enormen Freiheiten beim Design. So können zum Beispiel Funktionen wie etwa zusätzliche Kühlung, die vorher nicht denkbar waren, in ein Bauteil integriert und verbessert werden, um dadurch den Wirkungsgrad des Endprodukts zu steigern.

Wie beeinflusst der Additive Fertigungsprozess die Konstruktionsmöglichkeiten von Bauteilen im 3D-Druck?

Der 3D-Druck ist zunächst eine Fertigungstechnologie, die sich aber entlang der gesamten Wertschöpfungslette auswirkt, über Einkauf, Konstruktion und Fertigung hinaus etwa auch auf den lebenslangen Service für ein Produkt. Ein Vorteil, und ein sehr konkretes Beispiel, dass wir gleich beim ersten Bauteil erfahren haben, ist der Wegfall von Einschränkungen, die man von der konventionellen Fertigung kennt. Die letzte Kompressorleitschaufelstufe für die MGT 6100-Gasturbine wurde bisher aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt. Für die Herstellung im 3D-Drucker haben unsere Ingenieure nun ein integrales Segment konstruiert, das 12 dieser Einzelteile entspricht.

Das verringert unter anderem den Aufwand im Zusammenbau.

Wo sehen Sie die Herausforderungen, Chancen oder Grenzen des Additive Manufacturing bei MAN? Die Chance, aber auch die Herausforderung, sehe ich momentan noch in dem Erkennen der teils völlig neuen Möglichkeiten. Ob in der Entwicklung und Fertigung, im Service oder im Einkauf – viele Dinge müssen neu gedacht werden. Das zu erkennen und in die Realität zu überführen, ist Chance und Herausforderung zugleich.

Daher geht es momentan vor allem darum, geeignete Bauteile zu erkennen, an denen sich die Vorteile der Additiven Fertigung zeigen, die aber gleichzeitig auch kommerziell darstellbar sind. Hier zeigt sich auch die Begrenzung der neuen Fertigungstechnologie. Die Kosten für Druck und Nachbearbeitung erlauben die Nutzung nur für ausgewählte Bauteile, die sich durch Komplexität und Stückzahl, durch Baugröße, sowie durch technologische und zeitliche Vorteile von anderen Bauteilen unterscheiden. Der 3D-Druck wird sich zukünftig da durchsetzen, wo er seine Vorteile ausspielen kann.

Wie beurteilen Sie die Bauteilqualität und Technologieflexibilität auf Basis der Additiven Fertigung?

Bei niedriger bis mittlerer Belastung, etwa durch Temperatur oder mechanische Spannung, sind die Eigenschaften von additiv gefertigten Bauteilen heute oft überlegen im Vergleich zu gegossenen oder geschmiedeten Teilen.

Bei hohen thermischen Belastungen sieht das noch anders aus, von daher ist das derzeit sicherlich ein Forschungs- und Entwicklungsfeld. In jedem Fall muss der Druckprozess durch zuverlässige Qualifizierung eines Bauteils robust gestaltet werden und die möglichen Werkstofffehler sind hinreichend zu kontrollieren und zu begrenzen.

// www.mandieselturbo.com /

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Neuer Player am Markt

Das Umfeld im Bereich des Additive Manufacturing wächst rasant und erweist sie sich als ein immer härter umkämpfter Geschäftsbereich. Verbesserte Performance von Hardwareplattformen, eine breitere Palette von Materialoptionen und eine immer bessere Qualität der herstellbaren Teile tragen dazu bei, das Wachstum dieses Industriesektors zu unterstützen. Dadurch gewinnt die Technologie in Industrien wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin und allgemeiner Technik, zunehmend an Bedeutung.

/ n e ws Die Vorteile der Nutzung additiver Verfahren sind mittlerweile gut dokumentiert und beschrieben. Sie bringen wirtschaftliche Vorteile durch die Herstellung leichterer und dennoch stabiler Teile, die Reduktion von Baugruppenteilen und die Vermeidung teurer Werkzeuge. Dennoch stellen die Kosten hinsichtlich Erwerb und Betrieb von Anlagen für die Additive Fertigung, speziell für klein- und mittelständische Unternehmen, immer noch eine beträchtliche Hürde dar. Diesen Aspekt im Fokus hatte man bei OR Laser, einem deutschen Hersteller für Lasertechnologie, bereits vor über drei Jahren im Blick.

Man begann mit Entwicklungsaktivitäten für eine neue Plattform für die additive Herstellung von Metallteilen.

Ziel war es, eine kostengünstige Anlage auf den Markt zu bringen, ohne Einschränkungen in der Qualität der herstellbaren Teile hinnehmen zu müssen. Ergebnis dieser Entwicklungsarbeit ist der „Creator“, der auf der formnext 2016 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde und bereits Mitte 2017 lieferbar ist.

Der Creator wurde speziell auf die Bedürfnisse von Kleinund Mittelständischen Unternehmen zugeschnitten, um auch diesen den Zugang zu Additiven Fertigungsverfahren für Metallteile auf Industrieniveau zu ermöglichen.

OR Laser verspricht einen wirtschaftlichen Einstieg zu weniger als den halben Kosten vergleichbarer Systeme, bei unverminderter Qualität und höheren Bauraten.

OR Laser ist kein Neuling im Markt. Im Gegensatz zu vielen Start-ups in der Branche verfügt das Unternehmen über solide Erfahrung in der Lasertechnologie. In über 20 Jahren hat sich OR Laser im Bereich von Laserschweißen, Lasergravur, Beschichtung und Laserschneiden einen Namen gemacht. Industrieunternehmen wie Bosch, Siemens, Geberit, Freudenberg und General Electric vertrauen auf die High-Tech-Anwendungen. Sämtliche Anlagen

Uri Resnik CEO, OR Laser

„Wir sind begeistert von der Marktreaktion auf den Creator. Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung haben wir jetzt die Gewissheit, dass sich unsere harte Arbeit in jeder Hinsicht gelohnt hat und dass die Produktion eines intelligenten, voll funktionsfähigen 3D-Druckers für Metalldruck zu einem für kleine und mittelständische Unternehmen akzeptablen Preis genau das ist, was die Branche sucht.“

des Unternehmens basieren auf einer abgestimmten Kombination aus fortschrittlicher Lasertechnologie und speziell zugeschnittenen Softwarelösungen.

Die Steuerung des Creator erfolgt Tablet-basiert. Dabei ist die Überwachung und Anpassung aller wichtigen Prozessparametern während des Druckprozesses sowie Cloud Manufacturing von jedem Ort aus möglich.

Damit die Anlagen auch im Bereich von Klein- und Mittelständischen Unternehmen ohne Schwierigkeiten einsetzbar sind, arbeitet der Creator mit einem Kartuschen-System für das Materialhandling. Dieses kann auch mit eigenen, geeigneten Materialien befüllt werden. Um den 3D Drucker als Stand-Alone-Anlage betreiben zu können, liefert OR Laser eine Komplettlösung aus Maschine, Betriebssoftware und Schnittstellenentwicklung.

Dadurch sollen zusätzliche Kosten entfallen und eine einfache Integration gewährleistet sein.

// www.or-laser.com/de /

Ludovico Camarda VP Business Development, OR Laser

„Im Bereich der Klein- und Mittelständischen Unternehmen gibt es einen großen Bedarf an Anlagen für die additive Herstellung von Metallteilen. Eine große Anzahl an kreativen Unternehmensgründern und Entwicklungsabteilungen bestehender Unternehmen brauchen leistbare, wirtschaftliche Maschinen. Diese Lücke schließen wir mit dem Creator.“

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Sensitive and smart for everyone!

Based in Munich a company that is specialized in the development, design and commercialization of industrial robots, which are sensitive, high-performance, and unprecedented cost-efficient – the vision of Franka Emika GmbH is to transform robots into an accessible and multifunctional tool that places the human at the centre of development. The intelligent robotic assistant “Franka Emika”, was unveiled at Hannover Messe 2016 for the first time and the enthusiastic worldwide response confirmed the vision

The creator of Franka Emika, Sami Haddadin, states that, „I strongly believe that Franka Emika is a game changer not only in intelligent robotics but also far beyond, opening the doors to a new world of connected digital intelligence accessible to everybody. My goal is the democratization of automation. Franka Emika is designed for cost-effective human-robot collaboration. It is the first robot that builds itself, and is therefore perfectly suited for mass production. The Robot can be operated and programmed by anyone, regardless of technical skills, in just a few minutes through an intuitive setup process”, comments Haddadin.

Franka Emika consists of Franka Arm, Franka Control, the gripper Franka Hand and the software Franka Desk which is connected to Franka Cloud. Franka Arm is a safe, forcelimited robot arm with torque sensors in all seven joints which provide human arm like agility and sensitivity. Fran-

ka Emika has a unique workspace starting from close to its base with a payload of three kilograms and a repeatability of 0.1 millimeters. Franka Desk is a visual intuitive Appbased programming software which runs on browsers of tablets and computers. With the Franka Cloud, it is possible to deploy 1 or 1,000 Franka Emika robots in no time and to share and archive solutions and Apps locally or globally.

Franka Emika offers a seamless connection to Industry 4.0 and has a wide range of applications for customers.

The “made in Germany”-Robot will be available in 2017 as an industry system as well as a research version. Typical factory robots are so dangerous that they are put into cages. It was specifically made to operate among humans as well as to support them without harm. Therefore, the user-friendly simplification of the entire system allows to reinvent automation by providing humans with this safe, powerful, affordable and versatile tool. Based on its completely modular ultra-lightweight construction, its highlyintegrated mechatronic design and its ability to conduct dexterous and sensitive manipulation, Franka Emika can perform tasks that require direct physical contact with

/  ro b o t i c s

the environment. Consequently, common but rather monotonous tasks can be automated for the first time; such as sensitive insertion and connecting, screwing, assembling, testing and inspection.

Based on Franka Desk the user will get an intuitive programming: Set up and run in no time - in order to utilize the numerous advanced capabilities of Franka Emika, the company developed a new programming paradigm – and realizes the concept of a sensitive, integrated and adaptive Industry 4.0 tool. To program Franka Emika the user does not need to know anything about the features of the robotic system or how it should be integrated into any service-oriented network structure. Every user, regardless of programming knowledge, can easily operate the robot within a few minutes. The first units will be delivered to research centers and universities in July 2017.

For more Information see

// www.franka.com / Sami Haddadin, CEO & Creator Franka Emika GmbH

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Schnaeppchen Roboter Einfach konfigurieren und kostengünstig automatisieren – der motion plastics Hersteller igus präsentierte auf der Hannover Messe 2017 neue robolink-Komponenten für individuelle Robotik-Lösungen. Neben kompletten Roboterarmen im optimierten Design für noch mehr Bewegungsfreiheit, höhere Stabilität und bis zu acht Kilogramm Traglast, stellte igus den „robolink Designer“ vor, mit dem Anwender ihre Roboterarme einfach und schnell konfigurieren können.

Das Unternehmen igus hat sich mit dem robolinkProgramm das Ziel gesetzt, kostengünstige Komponenten aus schmier- und wartungsfreien Kunststoffen anzubieten, damit Anwender sich aus Gelenken mit verschiedensten Getrieben, Motoren und Verbindungselementen Systeme individuell zusammenstellen können – entweder mit Einzelkomponenten im Selbstbau oder mit komplett vormontiertem Gelenkarm. Auf der Hannover Messe 2017 präsentierte igus einen neuen 5-Achs-Roboter-Bausatz mit optimiertem Design, der auch als fertig vormontierter Arm erhältlich ist. Eine Möglichkeit ist hier beispielsweise die Steuerung des Herstellers Commonplace Robotics (CPR). Sie ist mit einer einfach zu bedienenden Software ausgestattet, mit der robolink D-Roboterarme mit vier oder fünf Freiheitsgraden gesteuert werden können und die lediglich einen

Martin Raak Produktmanager robolink Igus GmbH

„Mit unseren Lösungen stellen wir Anwendern industrietaugliche Produkte zur Verfügung, die wir im eigenen Labor getestet und sogar im 24-Stunden-Betrieb in unserer eigenen Produktion für Pick-and-Place-Aufgaben im Einsatz haben“, erklärt Martin Raak, Produktmanager robolink bei igus. „Die größere Variante des neuen Roboterarms für bis zu acht Kilogramm Traglast bieten wir ab Stückzahl 1 anschlussfertig für 3.000 Euro an, mit Low-Cost-Steuerung bereits für rund 5.000 Euro.“

externen Computer für die Installation benötigt. Bereits mit der kleineren Variante des robolink D-Gelenkarms mit einer maximalen Traglast von vier Kilogramm lassen sich schnelle Handling-Aufgaben für Lasten bis 500 Gramm einfach realisieren. igus robolink zeigt, wie einfach und kostengünstig Kunden Prozesse vereinfachen können.

So bietet der robolink Mehrachsgelenkroboter die Möglichkeit, mit einer extern zugekauften Steuerung bereits ab 5.000 Euro zu automatisieren, mit Portalrobotern bereits ab 3.000 Euro. Weitere Informationen finden Sie unter

// www.igus.de /

/ ind us t r y 4 .0

Kollege Roboter Behutsam greift er das Metallteil und reicht es an seine Kollegin weiter. Er nimmt dabei auf jede ihrer Bewegungen Rücksicht und hält inne, bevor es zu einem Zusammenstoß kommt. Trotz seiner Größe von 1,75 Meter bewegt er sich mühelos und vorsichtig. Fehler macht er keine.

Die Rede ist vom APAS assistant. Der berührungslos kollaborierende Roboter ist ein Teil des Arbeitsplatzes 4.0, den Bosch auf der Hannover Messe 2017 zeigte: Der Industriearbeitsplatz der Zukunft ist voll vernetzt und stellt die Bedürfnisse des Mitarbeiters in den Mittelpunkt. „Der Arbeitsalltag in der Fertigung wird sich in den kommenden Jahrzehnten grundlegend ändern. Mensch und Maschine werden enger zusammenarbeiten als je zuvor. Industrie 4.0 unterstützt Mitarbeiter und erleichtert ihnen die Arbeit“, kommentiert Dr. Stefan Hartung, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH, verantwortlich für den Bereich Industrial Technology.

Mensch und Maschine arbeiten am Arbeitsplatz 4.0 eng zusammen. Dies zeigt sich auch am APAS inspector, der ebenfalls in Hannover zu sehen war. Er erkennt mithilfe lernender Bildverarbeitung automatisch, wenn die Materialoberfläche eines Fertigungsteils nicht den Vorgaben entspricht. Der Mitarbeiter bringt der Maschine einmal bei, welche Abweichung sie noch tolerieren darf, und ab wann ein Teil aussortiert werden muss. Sie kann er-

lernte Muster dank Künstlicher Intelligenz dann auf alle folgenden Qualitätsprüfungen übertragen und diese eigenständig übernehmen. Der APAS inspector erspart so dem Mitarbeiter diese eintönige Tätigkeit und sorgt für eine gleichbleibend hohe Qualität der Teile. Die am Arbeitsplatz 4.0 erzeugten Maschinendaten werden dank Vernetzung zusammengeführt, analysiert und visualisiert. „Vieles, was Mitarbeiter zuvor unnötig Zeit gekostet hat, lässt sich dank digitaler Vernetzung schnell und einfach erledigen. Industrie 4.0 erleichtert die alltägliche Arbeit in der Fertigung enorm“, ergänzt Dr. Stefan Aßmann, Leiter Connected Industry bei Bosch.

Das Unternehmen arbeitet bereits seit mehreren Jahren an Industrie 4.0-Lösungen. Mit mehr als 270 Fertigungsstandorten weltweit verfügt Bosch über umfangreiches Know-how im Bereich der Industrietechnik und im Einsatz von Software, Services und Cloud-Lösungen. Weitere Informationen finden Sie unter

// www.bosch.com /

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Now the robot gets a grip on it

The employees at BMW Group’s Dingolfing Plant have a new, highly responsive assistant: an LBR iiwa lightweight robot from KUKA, which primarily takes over monotonous and physically demanding tasks. Where an operator previously had to lift and install differential cases for the frontaxle transmission by himself, the operator now works hand in hand with the robot assistant in a confined space – without any protective fences or additional safety equipment.

The Automation specialist KUKA Systems has made it possible. For this human-robot collaboration (HRC) project, the experts designed a system which makes extremely efficient use of space through overhead installation and which can be integrated into the existing production line without having to redesign it.

For about a year, the specialists from the Application Engineering Team at KUKA Systems tinkered away together with their colleagues at BMW in order to find this HRC solution. First implemented as a feasibility study at KUKA in Augsburg, it was then tested in operation at the plant in Dingolfing. Since June 2016, the system has been in regular production operation. Where BMW employees previously had to lift and fit cumbersome differential cases weighing up to 5.5 kilograms with millimeter precision when assembling front-axle transmissions, the robot now performs this ergonomically challenging work.

a standard product like the KUKAflexFELLOW, but rather had to find another alternative for this area.”

The solution developed by KUKA Systems: a sleek, gallows-shaped steel structure on which a sensitive lightweight robot is mounted. In this way, the LBR iiwa is able to work from an inverted position. That saves space. And since the LBR iiwa has joint torque sensors in each of its seven axes, no external sensors are required. This feature, combined with the robot’s systematically lightweight construction, enables work from an inverted position.

Beyond this, the gripper, as the end effector of the robot, has been equipped with an edge-free HRC case with a rounded design so that the gripper too is HRC-compatible and the operator is protected from injury at all times.

The compact control cabinet too found a place in the existing production line, thus providing the interface to the system controller.

No standard products The special challenge when designing the system was the limited space available for the HRC design. It had to fit into the production line for the assembly of front-axle transmissions for various vehicle models with all-wheel drive. “In contrast to a classic full automation solution, for which we would entirely redesign and then build the system, the layout was determined by the available space,” explains Jürgen Seifert, Project Manager for Sensitive Robotics at KUKA Systems. Between the up-stream and downstream stations, where further KUKA robots operate fully automatically, only the space occupied by the manual workstation was left. “That’s why we could not use

More applications of this kind Here, the human operator and the robot now collaborate to install the differential cases for the front-axle transmissions – in less than 30 seconds. The components are fed to the system automatically along a conveyor with friction rollers and prepared by the operator, who places all of the small and lightweight parts, such as spacers and ball bearings, into the cast aluminum transmission case and the cover. The operator then presses a button to activate the robot, which carefully fits the heavy differential case in place. Here, the robot’s responsive properties play a key role. After all, the sensitive tooth flanks must not be damaged by impacts when meshing the gears. The operator then fastens the cover to the transmission.

Within differential production at the BMW Group plant in Dingolfing, this is the first workstation at which the

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human operator and the robot are able to work together in the same workspace without any safety fencing or additional safety equipment. Jürgen Seifert, KUKA Project Manager, is sure that this is just the beginning: “We will see significantly more applications of this kind in the automotive industry in the future,” notes Seifert, who credits technological advances for making this possible. As an example, this technology enables companies to adapt to the needs of an aging workforce. This is an important aspect as the working lifetime of employees increases.

And it allows ergonomically unfavorable work steps to be transferred to the mechanical assistant. The advantage:

the operators can carry out their jobs for longer. “We are able to significantly improve the quality of jobs through HRC solutions,” says KUKA expert Seifert.

At the BMW Group’s Dingolfing Plant, the system is running smoothly. From programming to commissioning and safety inspection, KUKA Systems performed all of the relevant steps. For more Information take a look at

// www.kuka.com /

third DIMENSIONS magazine

The next big thing With “Lacama”, Italian Volt presents the first custom electric motorcycle that offers high-end design with great performance and exclusive features for the luxury motorcycle segment.

Now you can forget the grating engine noise, the oil spots and the smell of gasoline – if you want – but the future motorcycle is quiet and eco-friendly and still offers high performance.

In a word: it’s electric. The revolution is being led by Italian Volt, the innovative Italian start-up that has created Lacama, the prototype electric custom motorcycle.

Italian Volt is an Italian Limited Company established in 2016. It was founded by three friends who strongly believe in the great potential of the rapidly-expanding electric bike market. Nicola Colombo is an entrepreneur

who became a Guinness World Record-holder in 2013 by riding from Shanghai to Milan by electric motorcycle with his friend and partner Valerio Fumagalli, who gained his expertise in the motorsport field as a brand manager for

/ tec hn o l o g y

www.issuu.com/thirddimensions

international teams and riders. Adriano Stellino graduated from IAAD in Turin and became a designer for automotive firms including Lamborghini and Bertone. Now based in Shanghai, he is the creative mind behind Italian Volt. It´s mission is to take the electric motorcycle market to the next level, providing bikers with a custom made “emotorcycle” that offers unparalleled technology, design and driving experience. Lacama was officially launched in Milan on March 16th during the “Unveiling” event at Spazio Gessi.

“Driving an electric bike is an unprecedented experience, comparable to the pursuit of happiness: the driving is quiet, easy and enjoyable”, says Nicola Colombo, one of Italian Volt’s founders. “We strongly believe in the potential of the electric bike market, but we are aware that the conversion will take a long time and a lot of work. That’s why we aim for high quality, refined design and innovative features. Lacama is an object of desire, a status symbol dedicated to people who love challenges and innovation”.

The Lacama is a Roadster that boasts inspired design and unique technology solutions. Its performance is similar to the best gas-powered bikes, going from 0 to 100 km/h

in 4 seconds. The battery can be charged in 40 minutes and has 180-kilometre autonomy. A team of engineers and designers lead by Enrico Pezzi dedicated 6,000 hours to build the first Lacama. Italian Volt is completely tailormade based on Rapid Prototyping and Additive Manufacturing technologies. The Result: each bike is the unique personal creation of its own rider. The body of the bike is designed and created using a 3D printer. Each of the 12 components are available in five different versions and a variety of colors. The customization possibilities are unlimited - Italian Volt’s design centre can also create special handcrafted projects for customers. The Lacama is connected to a mobile application which allows the driver to monitor the charging status, check the bike’s location and adjust settings remotely. The biker can also customize the riding experience through different riding profiles.

The motorcycle will be produced in a limited edition and is available by reservation only. Pre-ordering begins September 2017. Approximate price will be 35.000 Euro. For more Information – and pre-ordering – take a look at

// www.italianvolt.com /

third DIMENSIONS magazine

/ te c h n o l o g y

Kraniomaxillofazial Chirurgie Der Name Karl Leibinger Medizintechnik steht seit 1979 für Implantate in der kraniomaxillofazialen Chirurgie. Zunächst konventionell produziert, werden diese Implantate seit 2013 auch additiv hergestellt. Die Basis bildet das Laserschmelzverfahren LaserCUSING von Concept Laser.

Zur Herstellung patientenspezifischer Implantate setzt Frank Reinauer, Leiter Innovation und Produktion Biomaterialien der Karl Leibinger Medizintechnik, konsequent auf additiv hergestellte Implantate. In einem Kurzinterview erläutert er die Hintergründe.

Was müssen wir uns unter der KraniomaxillofazialChirurgie vorstellen?

In der Kraniomaxillofazial-Chirurgie werden Rekonstruktionen des Schädels (Kranium), des Ober- oder Unterkiefers und der Nase im Mittelgesicht durch Chirurgen behandelt. Methoden der Korrektur sind Distraktion und Osteosynthese. Oft haben wir es mit sehr komplexen und großflächigen Rekonstruktionen zu tun, die auch noch einem hohen ästhetischen Anspruch genügen müssen.

Welche Anforderungen werden an patientenspezifische Implantate gestellt?

Je nach Traumata oder Missbildung des Patienten werden komplexe oder großflächige Implantate gewünscht, die auch ästhetisch wirken sollen. Daher ist eine sehr genaue Anpassung des Implantats an die gesunde Knochenstruktur notwendig, auch im Zusammenspiel mit Transplantationen von gesundem Gewebe oder Knochen.

Wie arbeiten Chirurgen konkret mit Ihnen zusammen?

Im Grunde ist der Chirurg heute Teil einer Prozesskette, die internetbasiert abläuft. Ohne sich dessen bewusst zu sein, ist der Chirurg bei einer additiven Lösung Teil der Industrie 4.0-Strategie. Der Chirurg beurteilt zunächst vor

hofmann innovation group

einer OP, welche Geometrie eines Implantats die richtige Wahl wäre. Weltweit arbeiten mehr als 20 Ingenieure bei uns in der Konstruktion. Mit einer additiven Fertigung können wir uns maximal auf die Wünsche des Chirurgen einstellen. Dieser übermittelt uns Daten aus bildgebenden Verfahren wie MRT oder CT eines Radiologen, aus denen wir die STL-Daten als Ausgangspunkt der eigentlichen additiven Fertigung generieren und konstruieren.

Wie viele Implantate entstehen mit additiver Technologie bei Ihnen?

Es sind einige 1000 Stück, die wir weltweit ausliefern.

Aber der Bedarf wächst stark, weil es sich in Fachkreisen herumspricht, dass nahezu jede OP nun sehr gut planbar und durchführbar wird. Heute erzielen wir mit Implantaten einen nennenswerten Anteil des Umsatzes, bei einer enormen Fertigungstiefe.

Wie kamen Sie auf Concept Laser als Anlagenhersteller?

Die M2 cusing von Concept Laser bietet uns einen großen Bauraum und damit zahlreiche Optionen, um auf komplexe und großflächige Implantate eingehen zu können. Da wir sehr viel Titanpulver verarbeiten, war zudem das Sicherheitskonzept von Concept Laser mit einer räumlichen Trennung von Prozess- und Handhabungskammer innerhalb der Maschine wichtig. Concept Laser hat aus unserer Sicht bei der Verarbeitung von reaktiven Materialien in puncto Sicherheit und durch ein kontaminationsfreies Konzept Maßstäbe gesetzt.

// www.concept-laser.de / Frank Reinauer Leiter Innovation und Produktion Biomaterialien Karl Leibinger Medizintechnik GmbH & Co. KG

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The „third dimensions magazine“ reports independently and globally about companies, products, technologies and services around 3D-Printing and Additive Manufacturing.

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