Experteninterview: Joachim Zettler, CEO von APWORKS, über die Suche nach dem richtigen Business Case für den Metall-3D-Druck

Wenn Sie noch nie von APWORKS gehört haben, haben Sie wahrscheinlich schon vom Light Rider gehört: dem weltweit ersten 3D-gedruckten Motorrad. Das von APWORKS im Jahr 2016 vorgestellte elektrische Motorrad wurde für sein geringes Gewicht, seine verbesserte Leistung und seine komplexen Geometrien gelobt und ist ein leuchtendes Beispiel dafür, was mit der additiven Fertigung erreicht werden kann.
 
APWORKS wurde 2013 als Ausgründung der Airbus Group gegründet und ist ein führender Anbieter von Lösungen für die Herstellung von Metalladditiven. Das Unternehmen deckt das gesamte Spektrum der Metall-AM ab, einschließlich Teileoptimierung und qualifizierter Serienfertigung. Insbesondere hat APWORKS eine eigene hochfeste Aluminiumlegierung, Scalmalloy, entwickelt und patentiert, die auch für das Light Rider-Projekt verwendet wurde.
 
APWORKS wurde kürzlich von Premium AEROTEC, einem erstklassigen Lieferanten von Metallkomponenten für Airbus-Flugzeuge (und einer eigenen Tochtergesellschaft von Airbus), übernommen und bedient eine breite Kundenbasis, die hauptsächlich die Luft- und Raumfahrt und die Automobil und Roboterindustrie umfasst.
 
Diese Woche sprechen wir mit dem CEO von APWORKS, Joachim Zettler, darüber, warum Unternehmen den richtigen Geschäftsvorgang für AM finden müssen, warum die Technologie perfekt für die Automobilindustrie ist und was die Zukunft für die gesamte Branche bereithält.
 

Können Sie mir etwas über APWORKS und die von Ihnen angestrebten Ziele erzählen?

 
APWORKS wurde 2013 als eine Tochtergesellschaft von Airbus gegründet.
 
Im vergangenen Jahr wurden wir von Premium AEROTEC, einem Zulieferer für die Luft- und Raumfahrtindustrie, übernommen. Premium AEROTEC ist ein erstklassiger Zulieferer von Airbus und einer der größten Luft- und Raumfahrthersteller der Welt.
 
Premium AEROTEC hat einen starken Fokus auf additive Fertigung und so war der Schritt ziemlich natürlich. Und während dies für APWORKS intern nichts ändert, haben wir jetzt einen stärker produktionsorientierten Anteilseigner an Premium AEROTEC.
 
Für APWORKS ist unsere Mission immer noch dieselbe: Wir wollen für unsere Kunden ein Komplettanbieter für additiv hergestellte Industriekomponenten sein, und das nicht nur aus regulierten Branchen. Die Automobilindustrie ist auch ein ziemlich großer Kundenstamm, den wir bedienen.
 
Wir sehen unsere Aufgabe darin, unsere Kunden zu schulen. Wir haben Kunden, die ohne Vorkenntnisse oder Erfahrung in der additiven Fertigung zu uns komme, und unser Ziel ist es ihr Wissen zu erweitern.
 
Auf der anderen Seite stellen wir bei den Kunden die bereits ein gewisses Wissen über Additive haben, sicher, dass wir sie bei der Entwicklung von Anwendungen unterstützen können, die für die Technologie sinnvoll sind.
 
Dies beinhaltet die Unterstützung bei der Neugestaltung und Optimierung von Bauteilen sowie die tatsächliche Herstellung von Bauteilen mit additiver Fertigung.
 
Die Größe der Projekte an denen wir arbeiten, variiert immens. Von der Kleinserienfertigung bis hin zu Projekten in der Optikindustrie bei denen wir ungefähr 20.000 Einheiten pro Jahr produzieren.
 
Dies ist ein weiterer Teil unserer Mission: ein branchenübergreifender Geschäftsvorgang für Additive zu etablieren und ein bevorzugter Partner für unsere Kunden zu werden.
 

Sie haben die Automobilindustrie als wichtige Branche für APWORKS bezeichnet. Inwiefern kann die Automobilindustrie von der additiven Fertigung profitieren?

Wenn wir uns den Motorsport oder sogar Luxusfahrzeuge wie Bugatti oder Ferrari ansehen, sind Automobilunternehmen in diesem Sektor in der Regel daran interessiert, die Vorlaufzeiten zu verkürzen, entweder während der Produktentwicklungsphase oder in einem Ersatzteilszenario wie der Formel 1, in dem sie hohe Anforderungen stellen hochwertige Funktionsteile recht schnell zu fertigen.
 
Zusätzlich zu den Vorlaufzeiten würde ich auch sagen, dass Kosten ein weiteres wichtiges Thema für die Branche sind.
 
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, wie Sie sicherstellen können, dass mit Additiv sowohl die Durchlaufzeiten als auch die Kosten gesenkt werden. Dies ist eine wichtige Frage, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungsweisen.
 
Die Teilekonsolidierung spielt dabei eine wichtige Rolle. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass ein Teil, das zuvor aus 10 Einzelkomponenten besteht, als eins einmal gedruckt werden kann. Das ist großartig, weil es zu weniger Qualitätsprüfungen und natürlich zu weniger Montagezeit führt.
 
Gleichzeitig müssen wir sicherstellen dass wenn wir ein Teil für Additive entwerfen diese Komponenten optimiert werden. Diese Optimierung führt in der Regel zu einer Leistungssteigerung und diese Leistungssteigerung ist für unsere Kunden in der Regel ein gutes Geschäftsmodell.
 
Das ist auch das, worauf der Motorsport ständig achtet: Die Verkürzung der Vorlaufzeiten ist definitiv immer noch der Hauptgrund, wird aber langsam durch leistungsorientiertere Themen ersetzt. Überraschenderweise ist das Einsparen von Gewicht in der Regel kein treibender Faktor wenn wir Komponenten für Unternehmen in der Automobilbranche neu gestalten.
 

Stellen Sie fest dass die Unternehmen die Ihre Dienste in Anspruch nehmen möchten, bereits ein gutes Verständnis für AM haben oder befinden sich diese wirklich in der Anfangsphase in der sie noch lernen müssen, was mit der Technologie getan werden kann?

Die Branche hat sich in den letzten Jahren stark verändert.
 
Als wir 2013 mit APWORKS begannen, wussten die meisten unserer Kunden nicht was die Technologie alles leisten kann.
 
Interessanterweise haben wir zwar immer noch einige Kunden mit geringen AM-Kenntnissen, aber wir haben immer mehr Kunden, die sich der Vorteile der Technologie und ihrer Möglichkeiten bewusst sind. Das ist großartig, weil diese Kunden wirklich verstehen, wo der Geschäftsfall liegt und wie sie das Beste aus der additiven Fertigung herausholen können.
 
Für unsere Kunden, die weitere Informationen zu Additiven benötigen, kann dies zu einem zeitaufwändiger Prozess werden. Sie müssen in ihre Unternehmen zurückkehren, die Idee des Additiven verbreiten und versuchen einen geeigneten Weg zu finden, der für Additiv sinnvoll ist. Natürlich unterstützen wir unsere Kunden auf diesem Weg.
 
Wenn das Ganze in Zahlen fassen sollte, würden wir sagen, dass 60% unserer Kunden über AM sehr gut informiert sind. Die anderen 40% brauchen noch einiges an Bildung.
 

Sie haben die Bedeutung eines Geschäftsfalls für AM angesprochen. Wie können Unternehmen die richtigen Anwendungen für AM identifizieren?

Auf diese Frage gibt es keine Antwort. Es hängt sehr stark von der Branche und der spezifischen Anwendung ab.
 
Bei unseren Kunden fangen wir in der Regel bei null an, sozusagen auf der grünen Wiese. Wir möchten also nicht wissen, wie das Teil vorher ausgesehen hat oder welche Produktionsmethode angewendet wurde. Stattdessen sammeln wir die Randbedingungen ein, um zu versuchen, ein neues multiphysikalisches, optimiertes Design mit verbesserter Leistung zu entwickeln. Eins das kann nur mit 3D-Druck erreicht werden.
 
Unsere Kunden möchten in der Regel dass wir Vorlaufzeiten verkürzen und Material einsparen. Wenn wir wissen was ein Kunde möchte können wir anhand dieser Informationen leicht feststellen, ob ein Geschäftsfall vorliegt oder nicht. Wir schränken dann unseren Teileauswahltrichter ein um die Teile auszuwählen die für eine genauere Betrachtung sinnvoll sind. Abhängig von diesen Eingaben und den verschiedenen Kundenbedürfnissen und Anforderungen erstellen wir in der Regel einen Geschäftsfall.
 

Es wurde viel über die Notwendigkeit eines anderen Designansatzes in Bezug auf AM gesagt. Wie begegnet APWORKS der Herausforderung des Entwurfs für additive Fertigung?

Wir ve rsuchen Ingenieure zu finden die in mindestens einer Disziplin der additiven Umgebung großartig sind, sei es im Design oder in der Produktion.
 
Wir priorisieren die Ausbildung auch intern. Wir bieten viele Schulungen vor Ort an und stellen sicher, dass wir Designfähigkeiten mit den Prozesskenntnissen kombinieren, die Sie benötigen um entsprechend zu entwerfen.
 
Das ist genau das, was wir bei APWORKS haben: Unsere Mitarbeiter sind nicht nur großartig im Entwerfen, sondern sie haben auch mehr oder weniger einen produktiven Hintergrund. Was auch immer sie entwerfen, können wir auch produzieren.
 
Viele unserer Kunden stehen vor der Herausforderung dass ihre Ingenieure oft nicht wissen, wie sie Additive entwickeln sollen. Deshalb versuchen wir auch unser Wissen an unsere Kunden weiterzugeben.
 
Für uns ist dieser Ansatz sinnvoll, da Unternehmen in der Regel zu Ihnen zurückkehren, sobald Sie dieses Wissen übertragen.Besonders wenn sie über mehr Kenntnisse verfügen und in der Lage sind schneller voranzukommen.
 
Wir hier bei APWORKS sehen dies als eine Chance an, da Design für AM auch an den Universitäten, zumindest in Deutschland und nach meinem Wissen noch nicht wirklich weit verbreitet ist.
 

Im vergangenen Jahr stellte APWORKS das hochfeste Metallpulver Scalmalloy vor. Was sind einige der Vorteile des Materials. Und haben Sie Pläne für weitere Materialentwicklungen für die Zukunft?

Das Alleinstellungsmerkmal von Scalmalloy ist, dass es hohe Festigkeit mit einem hohen Maß an Duktilität verbindet. Typischerweise haben Sie entweder ein sprödes Material, das sehr fest ist, oder ein sehr duktiles Material, das relativ schwach ist. Scalmalloy kombiniert das Beste aus beiden Welten.
 
Manchmal werden wir von Kunden gefragt ob wir maßgeschneiderte Materialien entwickeln können. Mit Scalmalloy hatten wir großes Glück, dass dieser Werkstoff genau die Materialeigenschaften aufweist, die wir von einer hochfesten Aluminiumlegierung erwartet haben.
 
Wir konzentrieren uns jedoch in der Regel nicht darauf neue Materialien von Grund auf neu zu entwickeln. Stattdessen nehmen wir vorhandene Materialien wie Ti64 und AlSi316L und verwenden die Prozessparameter unseres Systems um das Material auf einen bestimmten Anwendungsfall zuzuschneidern.
 
Dies ist weitaus effektiver als ständig völlig neue Materialien entwickeln zu müssen. So konnten wir beispielsweise einen für Ti64 optimierten Prozessparameter entwickeln, der die Reißfestigkeit um fast 30% erhöht und gleichzeitig die gleiche Bruchdehnung beibehält. Dies wurde einfach dadurch erreicht dass die Prozessparameter entsprechend variiert wurden.
 
Unsere Herangehensweise an die Materialentwicklung ist wie folgt: Ein Kunde tritt mit einem bestimmten Problem an uns heran und wir versuchen den richtigen Designansatz zu finden, um das Problem anzugehen. Dieser Entwurfsansatz hängt normalerweise mit dem Material zusammen. Selbst wenn wir ein Standardmaterial wie Ti64 verwenden können wir dennoch mit den Prozessparametern experimentieren, um mehr aus dem Material herauszuholen.
 

Auf der Softwareseite hat APWORKS die AMXpert-Software entwickelt. Können Sie mir mehr über die Software erzählen und warum Sie diese entwickelt haben?

Die von uns verwendete Software dient hauptsächlich zwei Zwecken. Der erste besteht darin, Kunden die Möglichkeit zu bieten Angebote und Kostenvoranschläge schnell in unserem System abzurufen.
 
Sie können die Geometrie hochladen, das gewünschte Material auswählen und erhalten ein Angebot, oder Sie können es sogar sofort bestellen. Es ist also ein Handhabungssystem.
 
Zweitens können Kunden die Software verwenden um ihre Teileportfolios zu überprüfen. Sie können ganz einfach Hunderttausende von Teilen und Geometrien hochladen. Das System ist an unsere interne Wissensdatenbank angeschlossen, in der alle Aufträge gespeichert sind die wir in den letzten fünf Jahren gedruckt haben.
 
Diese Datenbank enthält Analysen aller Arbeiten die wir in der Vergangenheit ausgeführt haben, einschließlich der Fehler der Vergangenheit, der sinnvollen Kombination aus Material und Design, der Mindestwandstärke usw. Im Wesentlichen sind all die Lektionen darin enthalten die wir über die Jahre mit AM gelernt haben.
 
Wir bieten unseren Kunden die Möglichkeit AMXpert kostenlos zu verwenden, da wir Kunden in ihren Teileauswahlprozess einweisen möchten, damit sie die Teile deren Herstellung mit Additiv sinnvoll ist, leicht identifizieren können.
 

Gibt es Erfolgsgeschichten, die Sie teilen können?

Leider ist ein Großteil unserer Arbeit vertraulich.
 
Wir haben jedoch viel Arbeit in der Modebranche geleistet. Wir haben auch Teile für verschiedene Formel-1-Teams hergestellt, hauptsächlich im Prototypenbau, sowie Teile für die Roboterindustrie. Werkzeuge für die Automobilindustrie sind eine weitere beliebte Anwendung.
 
Unser bisher wahrscheinlich bekanntestes Projekt war unser Light Rider Rad, das wir 2016 entwickelt haben. Der Light Rider ist das erste 3D-gedruckte Motorrad der Welt und verwendet unser Scalmalloy-Metall. Es ist ein leichtes Elektromotorrad und 30% leichter als traditionell hergestellte Elektromotorräder.
 
Eigentlich wollten wir nur ein interessantes Beispiel darstellen, aber jetzt haben wir viele Kunden, die das Motorrad kaufen wollen! Für uns stellt sich wie immer die Frage, ob wir das Fahrrad kommerziell verkaufen können, zumal die Herstellung ziemlich teuer ist.
 
Aber wer weiß, vielleicht sehen Sie den Light Rider in ein paar Jahren auf der Straße.
 

Themen rund um die Zertifizierung und die Teilequalität sind zwei wichtige Themen in der Branche. Sind diese Herausforderungen auch bei APWORKS anzutreffen?

Ich denke, die Industrie ist noch dabei in diesem Bereich Fuß zu fassen. Die Erfüllung bestimmter Qualifikationskriterien ist besonders wichtig, wenn Sie Additive in stark regulierten Märkten wie der Luft- und Raumfahrt einsetzen möchten.
 
Große OEMs haben bestimmte Qualitätskriterien, die Sie als Zulieferer erfüllen müssen.
 
Gelegentlich stammen diese Anforderungen aus vorhandenen Technologien wie Schmieden, Gießen und Bearbeiten, werden jedoch einfach auf AM angewendet ohne überhaupt zu bedenken, dass dies wahrscheinlich eine völlig andere Produktionsweise ist. Dies macht das Ganze von Zeit zu Zeit ziemlich schwierig.
 
Wenn Sie heute und morgen geschmiedete Teile haben, die Sie drucken möchten, müssen Sie natürlich dieselben Materialeigenschaftskriterien für Ihr 3D-Druckteil erfüllen, was nahezu unmöglich ist.
 
Mit dem richtigen Ansatz und bestimmten Qualitätskenntnissen kann dies jedoch erreicht werden.
 
Und mit der Zeit werden weitere Standards für AM entwickelt werden. Eine der Herausforderungen im Moment ist es, dass es für AM einfach noch nicht genug Regeln gibt. Die Industrie versucht beispielsweise Produktionsprozesse zu standardisieren und zu ermitteln, wie unterschiedliche Produktionsmethoden funktionieren sollen. Dazu gehören nicht nur die Funktionsweise der Maschinen sondern auch die Pulvercharakterisierung, das Aussehen der Nachbearbeitungskette, die Schulung der Maschinenbediener usw.
 

Wie können sich Neulinge im Metall-3D-Druck sicher sein, welche Technologie sie für eine bestimmte Anwendung in Betracht ziehen sollten?

Dies kann für Unternehmen oft ein komplexes Problem sein.
 
Als kleines oder mittelständisches Unternehmen das Additive noch nicht kennt, können Sie es wie die meisten anderen Unternehmen machen: Kaufen Sie einen Drucker und beauftragen Sie möglicherweise eine Beratungsfirma um die richtigen Teile auszuwählen und die richtigen Entscheidungen zu treffen.
 
Dieser Ansatz kann jedoch häufig zu Zeit- und Geldverschwendung führen, da das Unternehmen noch keinen Geschäftsfall für AM entwickelt habt. Wir haben es immer wieder erlebt dass Unternehmen in 3D-Drucker investiert haben nur um festzustellen, dass sie keinen Geschäftsfall und keine Auslastungen auf ihren Maschinen haben, und dann bitter enttäuscht sind.
 
So before spending any money or investing in any machines, I would advise companies to first speak with others who have successfully utilised 3D printing to help turn a profit. Learn from those who have already succeeded in the area and are highly knowledgeable about AM.
 

Wie sehen Sie die Entwicklung der AM-Branche in den nächsten fünf Jahren?

Die Branche entwickelt sich immer weiter und geht zur Industrialisierung über.
 
Mit der Industrialisierung der Branche stellt sich die Frage wie man jetzt mit der Technologie Geld verdienen kann. Es geht nicht mehr um Forschung und Entwicklung. Es geht darum, mit der Technologie ein Geschäftsmodell zu erstellen.
 
Da immer mehr Kunden sich mit AM auskennen, sind wir der festen Überzeugung dass sich die Branche in Richtung Serienproduktion bewegt. Genau das was wir täglich machen.
 
Darüber hinaus werden von Universitäten und Unternehmen wie APWORKS immer mehr Schulungen angeboten und es kommen immer mehr Anwendungen auf den Markt, die aus geschäftlicher Sicht sinnvoll sind.
 
Was dazu beitragen wird ist die Tatsache, dass sich die Maschinen von Jahr zu Jahr verbessern. Je effizienter und produktiver die Maschinen sind, desto einfacher ist es einen Geschäftsfall für Ihre Anwendung zu realisieren.
 
Allerdings wird Additiv immer eine Produktionsmethode für Nischenanwendungen sein. Ich glaube nicht, dass es jemals die spanende Bearbeitung oder das Gießen ersetzen wird.
 
Aber wenn Sie mir diese Frage in fünf Jahren noch einmal stellen würden, würde ich sagen, dass wir nicht nur viel mehr Anwendungen für Additive haben, sondern dass es sich zu einer normalisierten Produktionsmethode wie Gießen oder Bearbeiten entwickelt hat.
 

Und was hält der Rest von 2019 für APWORKS bereit?

Bisher haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, unseren Kundenstamm zu schulen und ihnen zu helfen, optimierte Teile und Produkte mit additiver Fertigung herzustellen und zu entwerfen. Das wird sich nicht ändern.
 
Was sich jedoch geändert hat, ist, dass wir als Unternehmen produktorientierter werden. Neben der Produktionsarbeit die wir für unsere Kunden leisten möchten wir uns auch auf die Veröffentlichung unseres ersten Produkts konzentrieren. Details sind immer noch vertraulich, aber wir sind gerade dabei ein neues Produkt zu entwickeln, das AM bestmöglich nutzt.
 
Wir konzentrieren uns auch auf die Expansion. Im Moment ist APWORKS hauptsächlich in Europa tätig, aber wir sind bestrebt als Unternehmen schnell zu wachsen. Deshalb wollen wir in diesem Jahr unsere Präsenz in den USA ausbauen, um unseren Kunden vor Ort bessere Unterstützung anbieten zu können.
 
Mehr über APWORKS erfahren Sie hier: https://apworks.de/