TUM-Ausgründung LEAM: Neue Möglichkeiten für Additive Fertigung

Entrepreneurship

20.3.2024
Lesezeit: 4 Min.

Dem Tech-Start-up LEAM gelingt es, Kunststoff-3D-Druck allein durch den Einsatz von Licht zu verbessern. Möglich machen das Hochleistungs-LEDs und die gezielte Abgabe von gebündeltem Licht an das Bauteil. Die drei Gründenden haben sich während ihrer Zeit am Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München (TUM) kennengelernt und ihr Wissen jetzt für die Lösung eines Industrieproblems eingesetzt. Künftig sollen Unternehmen dank der neuen Technik die Möglichkeit bekommen, komplexe Strukturen kostengünstig in einer besonders hohen Bauteilqualität zu drucken.

Licht hilft einem 3D-Drucker dabei, Druckschichten besser miteinander zu verbinden. — Die Lampen von LEAM bei der Arbeit. Mithilfe von Hochleistungs-LED verbinden sich die gedruckten Materiallagen deutlich besser.

Manchmal schafft die Kombination von bestehenden Dingen neue Innovationen. Spektrales Licht und 3D-Druck miteinander zu verbinden, ist beispielsweise so eine Mischung, die künftig in der Industrie den Unterschied machen könnte. Die Idee stammt von der TUM-Ausgründung LEAM – das steht für Light Enabled Additive Manufacturing. Das Unternehmen vertreibt keine eigenen 3D-Drucker, sondern möchte bestehende Anlagen mit ihrer Technik ausstatten.

„Die Idee reifte bei mir schon seit meiner Masterarbeit“, erklärt Patrick Consul, CEO und Mitgründender von LEAM. „Damals habe ich mich mit Sandkernen aus High-Performance-Materialien für Gussanwendungen beschäftigt und mich gefragt, ob die damit möglichen, komplexen Strukturen auch anders zu ermöglichen wären.“ 2020 lernt Patrick Consul Ting Wang kennen, der ebenfalls seit Jahren in diesem Bereich forscht. „Uns war sofort klar, dass wir hier eine gemeinsame Basis für einen innovativen Ansatz haben. Aber um wirklich ans Ziel zu kommen, hat uns noch eine weitere Person gefehlt“, erklärt Ting Wang, CTO von LEAM. Diese Person sollte Benno Böckl werden, der vor seiner Rolle als COO bei LEAM im Begriff war, seine Doktorarbeit im Bereich von automatisierten Fertigungsverfahren für Carbonteile zu schreiben. „Die Arbeit liegt aktuell auf Eis. Unser Unternehmen zum Laufen zu bekommen, fordert gerade meine volle Aufmerksamkeit, den Titel hole ich mir aber auf alle Fälle!“, sagt Böckl. Was alle drei Gründenden gemeinsam haben – sie haben vor der Unternehmensgründung am Lehrstuhl für Carbon Composites an der TUM gearbeitet.

Die drei Gründende stehen um einen 3D-Drucker mit ihrer Technik. — Die drei Gründenden vor einem Prototypen ihrer Technik. (v.l.n.r.) Patrick Consul, Benno Böckl und Ting Wang.

Komplexe Strukturen von hoher Qualität

3D-Druck ermöglicht komplexe Bauteilstrukturen, die mit klassischen Verfahren, wie beispielsweise dem Spritzguss, nicht möglich sind. Allerdings erreichen konventionelle Drucker nicht die gleiche Bauteilqualität wie die bewährten Fertigungsmethoden. Grund sind die einzelnen Schichten beim Drucken, die nicht immer optimal zusammengefügt sind. LEAM hat eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, die einzelnen Schichten beim 3D-Druck mit High-Performance-Kunststoffen optimal miteinander zu verbinden. Damit erzielt das Team eine Bauteilqualität, wie sie bislang zum Beispiel nur durch Spritzguss erzielt werden kann. Möglich machen das Hochleistungs-LEDs, die um den Druckkopf des 3D-Druckers herum angeordnet sind und das Material vor der Druckdüse genau im richtigen Moment erhitzen. So lassen sich die bestehende Schicht und die frisch gedruckte optimal miteinander verbinden.

Licht ist deutlich günstiger als Laser-Technik

Der Ansatz an sich ist nicht neu, mithilfe von Lasersystemen sind derartige Fertigungsqualitäten schon länger möglich. Laser sind aber extrem teuer und für das Personal gefährlich. Darum setzt LEAM auf gebündeltes Licht und hat diese Technik weltweit als erste in die Marktreife überführt. Die Vorteile: eine einfache Nachrüstung bestehender Drucker mit der Lichttechnik, eine kleine Baugröße, hoher Arbeitsschutz für die Maschinenbedienenden und eine Verringerung der Investitionskosten für Unternehmen - verglichen mit Lasertechnik - um rund 90 Prozent.

Die Anwendung ihrer Technik sehen die drei Gründenden vor allem bei der Produktion großer Bauteile mit komplexen Strukturen, die nicht in großen Stückzahlen nachgefragt werden. Hier lassen sich die Vorteile des 3D-Druck-Verfahrens am besten ausspielen. Potenzielle Kund:innen finden sich vor allem im Bereich der Luft- und Raumfahrt und auch im Prototypenbau. Aber auch in anderen Bereichen, die auf Additive Fertigung angewiesen sind, lässt sich das System adaptieren.

Hochleistungs-LED arbeiten zusammen mit einem 3D-Drucker an einem neuen Bauteil. — Die LED-Lampen lassen sich auf bereits eingesetzte 3D-Drucker aufsetzen. Das spart Kosten für zukünftige Kund:innen.

Gründungshilfe durch das Netzwerk der TUM

Unterstützt wurden die jungen Ingenieur:innen bei der Gründung durch das TUM Venture Lab Additive Manufacturing. Die TUM Venture Labs sind auf je ein bedeutendes Technologiefeld spezialisiert. Den Gründungsteams bieten sie auf diesem Gebiet eine unmittelbare Anbindung an die Spitzenforschung, spezifische technische Infrastruktur, maßgeschneiderte Ausbildungsprogramme, Expertise für den jeweiligen Markt und eine globale Vernetzung mit der Branche und Kapitalgeber:innen.

Markteintritt für 2025 geplant

Den Markteintritt plant LEAM für 2025, aktuell fehlen für die Produktion der Nachrüstlösung noch ein paar Komponenten. Bis dahin konzentrieren sich die drei Gründenden auf die Verkleinerung ihrer Technik. Damit sollen auch kleinere 3D-Drucker in der Lage sein, bessere Ergebnisse zu erzielen, womit sich das Kundenspektrum des Start-ups vergrößern würde. Patrick Consul blickt positiv in die Zukunft: „Das System funktioniert, das können wir nach Jahren der Entwicklung jetzt auch in der Praxis zeigen. Am Interesse von Seiten der Industrie mangelt es nicht, wir lösen ja auch ein kostspieliges Problem für unsere Kunden.“

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