Ein wesentlicher Baustein zur Verwirklichung von «Industrie 4.0» sind Maschinen, die Bauteile schneller, flexibler und präziser fertigen können als bisher. Weniger Prototypenbau, weniger Gusswerkzeuge, weniger Nachbearbeitung. Aus Daten müssen in Zukunft schneller Bauteile und Produkte werden.

Eine Vorstellung von dieser Art Produktion liefern 3D-Drucker. Die ersten dieser Apparate wurden in den 1980er-Jahren erfunden; heute gibt es bereits Hobbygeräte für unter 700 Franken zu kaufen. Doch bislang produzierten 3D-Drucker meist Objekte aus Kunststoff. Entsprechend begrenzt sind die mechanischen Eigenschaften und die Temperaturstabilität dieser Objekte, weshalb sie überwiegend zu Anschauungszwecken, also als Modelle verwendet werden. Deshalb wird der 3D-Druck oft mit dem Synonym «Rapid Prototyping» umschrieben.

Für die nächste industrielle Revolution muss die Technik des 3D-Drucks einen Schritt weiter gehen: vom Rapid Prototyping zum «Advanced Manufacturing», dem Herstellen von dauerhaften, funktionellen Bauteilen mit definierten mechanischen und thermischen Eigenschaften: Produkte aus Metallen oder Keramiken.

Die Empa arbeitet mit mehreren Forschungsgruppen an diesem Thema. Eine Gruppe untersucht die optimierte Anwendung von Lasern; eine andere erforscht neuartige Legierungen, die mit dieser Technologie erstmals greifbar werden. Eine weitere Abteilung nutzt Additive Manufacturing zum Bau neuer geometrischer Formen, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden bisher nicht möglich waren.

Werfen Sie einen Blick in die aktuelle Ausgabe unseres Forschungsmagazins EmpaQuarterly mit dem Fokus-Thema «Additive Manufacturing». Dort finden Sie auch eine Infografik, die zeigt, wie Schweizer Hochschulen und Forschungsinstitute dieses Forschungsgebiet gemeinsam bearbeiten.