Die Universität Siegen hat am 20. März 2025 ein neues Labor für 3D-Druck von Metallen am Campus Paul-Bonatz-Straße eröffnet. Mit dieser Einrichtung wird ein weiterer wichtiger Schritt in der Entwicklung moderner Fertigungstechnologien vollzogen, die in verschiedenen Branchen an Bedeutung gewinnen. Das Labor ist speziell mit zwei Verfahren ausgestattet: pulverbettbasiertem Laserschmelzen und Laserauftragschweißen. Diese Technologien sind entscheidend, um die Effizienz und Flexibilität in der Metallverarbeitung zu steigern. So eignet sich das pulverbettbasierte Laserschmelzen ideal für die Entwicklung komplexer Werkzeuge, während das Laserauftragschweißen gezielt zur Reparatur oder Erweiterung von bestehenden Bauteilen eingesetzt werden kann, wie die Universität in ihrem Bericht erläutert.
Die technische Ausstattung des neuen Labors hat insgesamt 1,6 Millionen Euro gekostet und soll einen bedeutenden Beitrag zum Wissenstransfer zwischen der Hochschule und der Industrie leisten. Dadurch soll auch die Ansiedlung von Ingenieur*innen in der Region gefördert und gleichzeitig der Arbeitsmarkt gesichert werden. Hochdotierte Forschungsprojekte konnten bereits eingeworben werden. Die Sicherheitsausstattung des Labors ist ebenfalls auf einem hohen Niveau und umfasst eine Filteranlage für gefährliche Materialien sowie ein neues Gaslager.
Anwendungsmöglichkeiten der additiven Fertigung
Die Einsatzmöglichkeiten der additiven Fertigung im neuen Labor sind vielfältig. So wird angestrebt, recycelte Metallwerkstoffe zu nutzen, um eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu fördern. Auch die Integration intelligenter Sensoren in Werkzeuge wird im Rahmen der Laboraktivitäten untersucht. Eine besondere Hoffnung wird auf die Entwicklung neuer Konzepte für die E-Auto-Industrie gesetzt, was in Anbetracht der aktuellen Trends in der Automobilindustrie besonders relevant ist.
Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) gehört zu den bekanntesten Verfahren der additiven Fertigung. Materialien werden dabei schichtweise durch selektives Laserstrahlschmelzen bearbeitet, was eine hohe Detailauflösung ermöglicht. Es wird in dünnen Schichten, die zwischen 10 und 200 µm variieren, aufgetragen und durch einen gerichteten Laserstrahl selektiv geschmolzen. Laut den Erkenntnissen des Fraunhofer IPT, die eng mit der Universität Siegen zusammenarbeiten, zeigt das LPBF-Verfahren signifikante Vorteile, hat jedoch auch Nachteile bezüglich der Prozessgeschwindigkeit und der Kosten. Dennoch wird an der Optimierung gepaart mit hybriden Prozessketten gearbeitet, um die Wirtschaftlichkeit und Serieneignung der additiven Fertigung zu verbessern.
Entwicklung und Zukunft der 3D-Drucktechnologie in Deutschland
Die additive Fertigung hat in Deutschland seit ihren Anfängen in den 1980er-Jahren einen langen Weg hinter sich. Wichtige Branchen wie die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik setzen seit Jahrzehnten auf 3D-Drucktechnologien. Der erste deutsche Hersteller für 3D-Drucksysteme, die EOS GmbH, wurde 1989 gegründet. Der politische und wirtschaftliche Druck zur Einführung moderner Fertigungstechniken steigt stetig.
Im Jahr 2023 wird das Marktvolumen für additive Fertigung weltweit auf etwa 20 bis 22 Milliarden US-Dollar geschätzt, wobei Deutschland einen Anteil von ca. 2,21 Milliarden US-Dollar ausmacht, was etwa 11% des Gesamtmarktes entspricht. Die Zukunftsperspektiven zeigen eine weitere Industrialisierung und Skalierung von Serienfertigungen in diversen Branchen. Unternehmen wie die Volkswagen AG haben bereits innovative Pläne ausgearbeitet, um in naher Zukunft massiv auf additive Fertigungsverfahren zu setzen.
Insgesamt steht die neue Einrichtung der Universität Siegen beispielhaft für die wachsende Bedeutung der additiven Fertigung. Diese Technologien könnten dazu beitragen, die Grenzen der traditionellen Fertigung zu überschreiten und neue, effiziente Produktionsmethoden ins Leben zu rufen. Von der Automobilindustrie über die Luftfahrt bis hin zur Medizintechnik – die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt.
Die Investitionen und Entwicklungen an Hochschulen und Forschungsinstituten, wie es die Universität Siegen und das Fraunhofer IPT demonstrieren, werden entscheidend sein, um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie im globalen Kontext der 3D-Druck-Technologien zu sichern. Weitere Informationen über die Entwicklungen der additiven Fertigung in Deutschland finden Sie in den Artikeln von Universität Siegen, Fraunhofer IPT und 3D Grenzenlos.
