Verfahrenstechnik bei Materialise: Der entscheidende Schritt in der First-Time-Right-Produktion

Der Produktionsprozess ist zwar in allen Formen der Herstellung wichtig, aber in unserer Welt ist er besonders einflussreich. Der 3D-Druck ist eine prozessintensive Technologie, d. h. die Eigenschaften eines jeden Teils werden während des Drucks definiert, nicht nur durch seine Rohstoffe. Es ist einfach genug, die Qualität bestimmter Merkmale wie Farbe und Oberflächenqualität zu beurteilen, aber die meisten sind mit dem bloßen Auge nicht sichtbar.

Als Hersteller können Sie ein oder zwei fertige Teile auf Eigenschaften wie chemische Beständigkeit oder Ermüdungsfestigkeit prüfen, aber es wäre viel zu kostspielig und zeitaufwändig, dies für jedes nachfolgende Teil zu tun. Bei der immer wieder gleichen Produktion müssen Sie darauf vertrauen, dass Ihr Lieferant jedes Mal die gleichen Ergebnisse liefert. 

"Bei der Serienproduktion kann man sich nur darauf verlassen, dass der Lieferant jedes Mal den gleichen Prozess durchführt", beginnt Toon Roels, Direktor für Verfahrenstechnik und Qualität bei Materialise. "Hier bietet Materialise einen Mehrwert, den viele andere nicht haben. Wir definieren und kontrollieren die wesentlichen Prozessparameter und gewährleisten so die Konsistenz über alle Produktionsläufe hinweg."

Unser Standardansatz zur Prozesskontrolle stellt sicher, dass jeder der wesentlichen Parameter innerhalb enger Toleranzen bleibt, um Schwankungen zu vermeiden. Von den Rohstoffen über die Maschineneinstellungen bis hin zu den Umweltbedingungen werden alle Faktoren sorgfältig definiert und überwacht. Wichtig ist, dass dieser Standard in allen Materialise-Werken angewandt wird - ob in Belgien oder in Polen gedruckt wird, Sie können das gleiche Ergebnis erwarten.

Dieses hohe Maß an Kontrolle ermöglicht es uns, eine zuverlässige Serienproduktion für eine Vielzahl von streng regulierten Branchen anzubieten. Besonders kritisch ist dies beim 3D-Druck, wo der Erfolg davon abhängt, dass jede Schicht stundenlang kontrolliert wird, immer und immer wieder.

"Der 3D-Druck ist von Natur aus komplexer als eine Technologie wie das Spritzgießen", erklärt Toon. "Dennoch erreichen wir ein Kontrollniveau, das Kunden selbst in den strengsten Branchen zufrieden stellt."

Das ist nicht von heute auf morgen passiert. Vielmehr ist es das Ergebnis von drei Jahrzehnten Erfahrung, Prozess-Know-how und harter Arbeit unserer engagierten verfahrenstechnischen Abteilung.

Die Aufgabe der Abteilung besteht im Wesentlichen darin, das, was wir bei Materialise produzieren, sowohl im Hinblick auf das Endergebnis als auch auf die Finanzen zweckmäßig zu gestalten. Mehr als fünfunddreißig Jahre Produkt-Know-how machen hier den Unterschied, vor allem wenn es darum geht, ein Verfahren zu entwickeln, das den unterschiedlichen Anforderungen von Prototyping und Serienproduktion gerecht wird.

"Wir müssen die Wünsche des Kunden in einen effizienten, kostengünstigen Produktionsprozess umsetzen, und da kommt unser Prozess-Know-how ins Spiel", erklärt er. "Wir müssen die Beziehung zwischen bestimmten Rohmaterialeigenschaften oder Prozessparametern und dem möglichen Ergebnis kennen und sie in eine Richtung lenken, die die gewünschte Qualität liefert. Und das alles auf die kosteneffizienteste Weise und mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit. Das ist Verfahrenstechnik."

Natürlich ist es nicht nur das Prozesswissen, das einen Unterschied macht. Schließlich gilt auch hier das alte Sprichwort "Der Kunde hat immer Recht". Zu wissen, was sie von ihren Prozessen erwarten und brauchen, kann - insbesondere bei der Zusammenarbeit mit verschiedenen Branchen - über Erfolg oder Misserfolg eines Geschäfts entscheiden. Jeder hat seine eigenen Anforderungen an die Qualitätssicherung, die rechtlichen Hürden, die Skalierbarkeit, die Markteinführung und die Zuverlässigkeit - Zusammenarbeit ist der Schlüssel.

"Kunden haben oft Qualitätserwartungen, die für einen AM-Anbieter nicht leicht nachprüfbar sind", erklärt Radhika Dhuru, Market Manager für Medizintechnik bei Materialise. "Stellen Sie sich vor, sie müssten wissen, ob ein Teil ausgast, was bei einigen biotechnischen und medizintechnischen Anwendungen von entscheidender Bedeutung sein kann - ohne einen Chemieexperten vor Ort, der beurteilen kann, woher die Ausgasung kommt und wie Material und Verfahren zusammenwirken, kann man das nicht sagen. Es ist ein gemeinschaftlicher Prozess, um ihre Erwartungen in messbare Ergebnisse zu übersetzen".

Dieser Ansatz zeigt sich in der Art und Weise, wie wir mit unseren Kunden zusammenarbeiten, um Prozesse zu definieren und zu verfeinern. Nehmen Sie Sartorius, ein biopharmazeutisches Unternehmen, das maßgeschneiderte Bioreaktoren herstellt. Sartorius hat den Prozess von Materialise auditiert und hat nun über 30.000 biokompatible Teile mit uns produziert. Sie sind von dem Endprodukt begeistert, aber es war die gegenseitige Beziehung, die wirklich hervorstach.

"Wenn es darum geht, Produkte zu industrialisieren, ist die Beziehung sehr produktiv. Unser Qualitätsteam kann nach Leuven fahren und sich mit Ihrem Team austauschen - wir sagen Ihnen, was wir brauchen, und Sie zeigen uns, was Sie tun können, um sicherzustellen, dass wir es bekommen", erklärte Jeremy Pullin, Leiter der Additiven Fertigung bei Sartorius. "Es ist ein toller Dialog, während andere Anbieter nur auf ihre Weise oder gar nicht arbeiten. Das ist es, was Materialise wirklich auszeichnet."

Das Versprechen der Wiederholbarkeit wird manchmal als selbstverständlich angesehen, aber es ist Teil dessen, was Materialise unter den 3D-Druck-Anbietern ziemlich einzigartig macht.

"Viele 3D-Druckereien versprechen zwar wiederholbare Teile, aber keinen wiederholbaren Prozess", sagt Radhika. "Materialise öffnet das Rezept und stellt sicher, dass es jedes Mal konsistent ist."

"Einzigartig ist, dass wir eine Plattform bieten, um mit jedem Kunden seine ganz individuellen Bedürfnisse zu besprechen", stimmt Toon zu. "Wir haben den Vorteil, dass wir eine Vielzahl von Anwendungen bedienen können, wie z.B. Luft- und Raumfahrt und Medizintechnik. Nicht viele Unternehmen haben die Flexibilität oder die Bereitschaft, sich mit der Komplexität der Arbeit auf so vielen verschiedenen Märkten mit jeweils eigenen Anforderungen auseinanderzusetzen. Aber wir bei Materialise arbeiten hart daran, das zu liefern, was diese Märkte brauchen."