Innovationsnetzwerk für individualisierte funktionale Bauteile

Der weltweit anhaltende Trend der zunehmenden Produktindividualisierung stellt Industrie und Forschung vor neue Herausforderungen: Komplexe Bauteile müssen flexibel, wirtschaftlich und in kleinen Stückzahlen gefertigt werden können, und das ohne Qualitätseinbußen. Hier setzt das additive Fertigungsverfahren Fluid-Materialextrusion (Fluid-MEX) an. Es ermöglicht die werkzeuglose Herstellung hochfunktionaler Bauteile mit lokal variierbaren Eigenschaften wie Elastizität, Steifigkeit oder elektrischer Leitfähigkeit. Im Fokus stehen dabei Elastomere: formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, die nach Belastung in ihre ursprüngliche Gestalt zurückfinden. So eröffnen die über Fluid-MEX gefertigten Bauteile, z. B. aus Silikon oder Polyurethan, neue Möglichkeiten für Anwendungen von der Medizintechnik bis zum Maschinenbau.

Beim Fluid-MEX wird das Ausgangsmaterial, meist in flüssiger oder pastöser Form, mittels Exzenterschneckenpumpen auf einer Bauplattform bzw. den bereits aufgebauten Bauteilbereichen Schicht für Schicht appliziert. Durch das Formgebungsprinzip besitzt das Fluid-MEX enormes Potenzial für die Produktion von Bauteilen, die besondere Härte und Funktionalität erfordern, wie z. B. Dichtungen, flexible Verbindungen oder stoßdämpfende Elemente mit komplexen Geometrien. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens liegt im breiten Spektrum verarbeitbarer Materialien und der Möglichkeit, lokal maßgeschneiderte Bauteileigenschaften umzusetzen. Dies führt zu einer deutlichen Erweiterung des Anwendungsspektrums funktionaler Elastomerbauteile. Zudem können beim Fluid-MEX-Verfahren industriell verbreitete und anwendungsspezifisch qualifizierte Materialien verwendet werden, was insbesondere für zugelassene Materialien in der Medizintechnik relevant ist.

„Fluid-MEX ist eine hochinnovative Technologie, die enormes Potenzial für die Verarbeitung von Silikonen bietet. Aktuell steht die Technologie noch vor technischen Herausforderungen: Verformungen, Maßabweichungen und Oberflächenmängel schränken die Qualität und Funktionalität der Bauteile ein und begrenzen so den industriellen Einsatz. Im Rahmen des Netzwerks wollen wir diese Hürden gemeinsam überwinden, um die Verarbeitungsqualität und Produktivität nachhaltig zu steigern, das Einsatzspektrum zu erweitern und neue Anwendungsfelder für Fluid-MEX zu erschließen“, sagt Philipp Ott, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth und Netzwerkmanager bei FLEXNET.

Der Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth nimmt im Projekt eine doppelte Rolle ein: Als Forschungsinstitut unterstützt und koordiniert er die technologischen Entwicklungen und kann hierbei auf eine Vielzahl an Messgeräten und Versuchsanlagen zurückgreifen; als Netzwerkmanager koordiniert er die Zusammenarbeit und den Austausch zwischen den Netzwerkpartnern, um weitere Anwendungsfälle und Projektideen zu generieren.

Aktuell sind sieben Unternehmen aus verschiedenen Bereichen, von Medizintechnik über Sondermaschinenbau bis hin zur Materialentwicklung, Teil des Netzwerks. Weitere Partner, die bereits Erfahrung mit der Technologie oder bislang nur Interesse an ersten Anwendungen der Technologie haben sind willkommen: Der Kick-off des Netzwerks findet am 30.09.2025 im Gebäude des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (Fraunhofer IPA) in der Universitätsstraße 9 in Bayreuth statt. Vertreterinnen und Vertreter interessierter Unternehmen sind hierzu und auch zu weiteren regelmäßig stattfindenden Veranstaltungen herzlich eingeladen. 

Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Partner können die vorhandenen Kompetenzen in verschiedenen Bereichen wie Forschung, Maschinenentwicklung, Prozessanwendung und verschiedene Anwendungen optimal genutzt werden. So entstehen innovative Lösungen für die Fluid-MEX-Technologie, mit denen neuartige Produkte entwickelt und in den Markt überführt werden können.

„Mit FLEXNET schaffen wir eine Plattform für interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie, um die Fluid-MEX-Technologie zur Marktreife zu bringen und neue Anwendungspotenziale zu erschließen“, sagt Dr.-Ing. Hajo Groneberg, ebenfalls Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth und Netzwerkmanager bei FLEXNET.

Das Projekt FLEXNET wird als Innovationsnetzwerk über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit etwa 135.000 € gefördert, was 90 % der Gesamtkosten entspricht. Die restlichen 10 % werden durch Eigenmittel von den Netzwerkpartnern zur Verfügung gestellt.