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17.10.2019 - Jann Raveling

Neues 3D-Druck-Werk in Bremen für Titan und Aluminium

Neu in Bremen

Metall 3D-Druck vom Dienstleister Materialise

So soll das neue Kompetenzzentrum von Materialise künftig aussehen
So soll das neue Kompetenzzentrum von Materialise künftig aussehen © Materialise

Metall 3D-Druck gilt als eine der Schlüsseltechnologien für die Zukunft. Bremen ist ein Hotspot der 3D-Druck-Industrie mit zahlreichen Dienstleistern und Forschungslaboren. Eins davon ist die Materialise GmbH.

Das deutsche Tochterunternehmen des belgischen Marktführers im Bereich 3D-Druck, der Materialise NV, betreibt bereits seit 2016 in Bremen drei Metalldrucker. Diese standen bisher im BITZ Bremer Innovations- und Technologiezentrum. Aus dem Pilotprojekt in zwei kleinen Hallen wird nun ein 3.500 Quadratmeter großer Neubau, der zum weltweit einzigen Metall-3D-Druck-Kompetenzzentrum des Konzerns wird. Mehr als 30 Metalldrucker sollen hier für Kunden aus aller Welt im Auftrag produzieren.

Leichtbauteile in Aluminium und Titan aus dem 3D-Drucker: Komplexe Innenstrukturen sind kein Problem
Leichtbauteile in Aluminium und Titan aus dem 3D-Drucker: Komplexe Innenstrukturen sind kein Problem © Materialise NV

Aluminium und Titan als Hauptanwendungen

Die Aluminiumlegierung AlSi10Mg und die Titanlegierung TiAl6V4 sind zwei der Materialien für die Drucker von Materialise. Denn sie werden in der Industrie häufig eingesetzt – etwa in der Luft- und Raumfahrt, im Automobil- oder Maschinenbau. Das ist auch die Zielgruppe der Materialise GmbH. „Die Technologie kann jedes Unternehmen einsetzen, das komplexe Baugruppen herstellt. Zu unseren Kunden gehören viele Unternehmen der Zulieferindustrie“, sagt Dr. Ingo Uckelmann, technischer Leiter Metall-3D-Druck bei Materialise. Uckelmann kam schon als Student in Bremen mit dem 3D-Druck in Berührung und ist seitdem fasziniert dabei geblieben. „Die Freiheit in der Gestaltung begeistert mich“, sagt der Ingenieur.

Starker Laser, feines Pulver: die Technik in Kürze

Metall frei nach der eigenen Inspiration formen, ohne Rücksicht auf die Beschränkungen von Werkzeugen und Bearbeitungstechniken – das verspricht der 3D-Druck. Bei der Technik, Experten sprechen auch vom Additive Manufacturing (AM), wird das Bauteil Schicht für Schicht per Laser aus feinem Metallpulver geschmolzen. Dazu trägt eine Maschine auf einer Trägerplatte Pulverschichten mit 25 bis 50 Mikrometern Dicke nach und nach auf, so dünn wie ein Haar. Der Laser schmilzt nur dort Material ab, wo das Bauteil entstehen soll – das so genannte Lasersintern.

Spatenstich im Oktober 2019: Technischer Leiter Ingo Uckelmann, Bremens Bürgermeister Andreas Bovenschulte und Geschäftsführer Marcus Joppe
Spatenstich im Oktober 2019: Technischer Leiter Ingo Uckelmann, Bremens Bürgermeister Andreas Bovenschulte und Geschäftsführer Marcus Joppe © Materialise

Viele tausend Schichten später lässt sich das fertige Bauteil dann aus dem Pulver herauslösen. Die Maschine kann auch das Innere von Werkstücken gestalten: So entsteht etwa eine hohle Kugel in einem Arbeitsgang. „Mit herkömmlichen Methoden unmöglich ohne aufwendige Zwischenschritte“, so Uckelmann. Da werden Airbus und Co. hellhörig: für den Leichtbau erschließen sich so ganz neue Welten. Der Luftfahrtkonzern testete bereits 3D-gedruckte Metallteile im Flugbetrieb und ist Kunde von Materialise.

Individuell, multifunktional, leicht und schnell: Wettbewerbsvorteil 3D-Druck

3D-Drucker ersetzen nicht die CNC-Fräse oder die Drehbank. Die Technologie wird da interessant, wo mehrere Arbeitsschritte zusammenfallen: Wo heute ein Aluminiumblech gegossen, gewalzt, gestanzt, gelocht und mit anderen Blechen zu einem Bauteil vernietet wird, kann in Zukunft der 3D-Drucker gleich die fertige Baugruppe herstellen. Das eröffnet neue Möglichkeiten, um effizienter zu produzieren. Ein anderer Anwendungsfall sind Ersatzteile: Gibt es noch die Blaupausen, können daraus relativ kostengünstig neue Teile gedruckt werden. Nicht nur Oldtimerfans horchen da auf.

Ein Laser lässt die Funken fliegen: Bauteile entstehen so Schicht für Schicht im grauen Metallpulver
Ein Laser lässt die Funken fliegen: Bauteile entstehen so Schicht für Schicht im grauen Metallpulver © Materialise NV

Konstruieren neu erlernt: Ingenieure müssen wieder die Schulbank drücken

Um den 3D-Druck wirtschaftlich in der eigenen Fertigung einzusetzen, ist vor allem Kreativität gefragt. „Wer das, was er bisher macht, als 3D-Druck herstellen möchte, geht den falschen Weg“, rät Uckelmann. Unternehmen sollten daher prüfen, wo sie Bauteile zusammenfassen können, die bisher in vielen Einzelschritten entstehen. Besonders sinnvoll: Gleich bei der Neuentwicklung von Produkten den 3D-Druck mitdenken. „Konstrukteurinnen und Konstrukteure müssen lernen, neu zu denken. Das ist eine Herausforderung für den gesamten Unternehmensprozess“, so der Technische Leiter. Deshalb bietet Materialise Kurse und Workshops, die neue Möglichkeiten aufzeigen und helfen, die Technik zu begreifen. In der Konstruktion und im Entwurf helfen die Expertinnen und Experten von Materialise, Formen zu optimieren. Das Unternehmen versteht sich als Komplettdienstleister – von den allerersten Berührungspunkten im 3D-Druck bis zur Lieferung von schlüsselfertigen Anlagen oder Bauteilen in Serie.

Völlig neue Bauteilformen ermöglicht der 3D-Druck: Konstrukteure müssen die neuen Freiheiten erst erlernen
Völlig neue Bauteilformen ermöglicht der 3D-Druck: Konstrukteure müssen die neuen Freiheiten erst erlernen © Materialise NV

Entwicklungs- und Produktionsstandort Bremen

Neben dem Metall-3D-Druck als Dienstleistung ist Bremen zudem ein wichtiger Entwicklungsstandort des Konzerns: 2001 gründete Marcus Joppe, heute Geschäftsführer der deutschen Materialise GmbH, ein Unternehmen, dass Software für Additive Manufacturing entwickelte. Seit 2011 gehört es zur Materialise. Mit dem neuen Gebäude sollen die beiden bisher getrennten Entwicklungs- und Produktionsstandorte nun in ein gemeinsames Gebäude ziehen. „Wir nutzen unsere Erfahrung aus den Fertigungsprozessen für die Weiterentwicklung unserer Softwarelösungen. Umgekehrt hilft uns unser Software-Know-how die additiven Fertigungsprozesse kosteneffizient umzusetzen“, so Geschäftsführer Joppe zu seinem neuen Projekt.

Geschäftsführer Materialise: Marcus Joppe
Geschäftsführer Materialise: Marcus Joppe © Materialise

Das Gebäude wird Platz für 120 Beschäftigte bieten. 7,5 Millionen Euro investiert das Unternehmen. „Der Neubau in Bremen ist auch ein Bekenntnis zu dem lokalen Netzwerk innovativer Technologie- und Entwicklungspartner, das hier im Laufe der letzten Jahre entstanden ist. Durch die gute, enge Zusammenarbeit vor Ort ergeben sich zahlreiche Synergien, die letztlich allen Anbietern und Kunden im Bereich additiver Fertigungstechnologie zugutekommen“, so Joppe weiter.

Das Grundstück in der Konrad-Zuse-Straße im Bremer Technologiepark verkaufte die WFB Wirtschaftsförderung Bremen GmbH. Zudem erhielt das Unternehmen in der Vergangenheit Förderungen durch die BAB – Die Förderbank für Bremen und Bremerhaven im Forschungsprogramm Luft- und Raumfahrt (LuRaFo) und im Bereich Forschungs- und Entwicklungsförderung (FEI-Darlehen).

Auch für Privatleute

Übrigens: Die Metall-3D-Drucker kann nicht nur die Industrie nutzen, auch Privatanwenderinnen und -anwender können sich mit der Onlineplattform i.materialise Bauteile wie etwa Brillengestelle aus Titan oder Aluminium drucken lassen. Individuell gestylt – made in Bremen.

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