Generative Verfahren in der Praxis: Möglichkeiten und Grenzen

56 Teilnehmer besuchten die Veranstaltung, um sich über die Möglichkeiten und Grenzen der Additiven Fertigungsverfahren im Serieneinsatz zu informieren.
(Bildquelle: David Löh/Redaktion Plastverarbeiter)

Hans Rausch, Geschäftsführer des Kunststoff-Netzwerk Franken, erläutert zum Auftakt der Veranstaltung die Motivation dazu : „Unser Ziel war es, hier Leute sprechen zu lassen, die diese Geräte im Einsatz haben und die auch mal darüber reden können, wo sind die Möglichkeiten, wo sind die Grenzen dieser Verfahren.“ Mit einer solchen differenzierten Betrachtung begann Michael Grosolski, Geschäftsführer des Auftragsfertigers Agrodur Grosolksi, Radevormwald, der den Freeformer von Arburg im Einsatz hat, der mit einer Variante des Fused-Deposition-Modeling-Verfahrens (FDM) arbeitet. Für ihn war ein Hautpargument, sich gerade für dieses Gerät zu entscheiden, die Möglichkeit, Standardkunststoffe einzusetzen. Allerdings sind teilkristalline Materialien wie PA „schwierig“, ergänzt Grosalski. Er erhofft sich durch die neue Bauraumtemperierung, die der Hersteller entwickelte, wesentlich höhere Temperaturen und eine gleichmäßigere Verteilung im Bauraum, um nahe an die Kristallisationstemperatur zu kommen und eine gleichmäßige Kristallisation, Schrumpfung und Verzug zu erreichen.

Anschließend stellte Jörg Sander von Airbus DS, Ulm, mehrere additiv gefertigte Bauteile vor, die sich im Serieneinsatz befinden, also in Flugzeugen verbaut sind. Dabei handelt es sich um Metallteile, die in ALM-Verfahren (Additive Layer Manufacturing) entstehen, darunter SLS oder SLM, häufig aus Titan. Er sieht in diesen Verfahren erhebliche Vorteile hinsichtlich bedarfsgerechter Produktion, Verringerung der Anzahl der Bauteile, Materialersparnis für die Herstellung und einiges mehr. Unterm Strich könnten Additive Fertigungsverfahren zu einem geringeren Gesamtgewicht, bei erheblich niedrigeren Kosten führen. Voraussetzung dafür sei aber, dass die Technologie von allen Beteiligten – Materialhersteller, Bauteilentwickler, Fertiger und Bauteilabnehmer – verstanden wird und auch prozessicher angewendet werden kann. Eines ist für Sander dabei klar: „Wer sich heute nicht drum kümmert, ist morgen weg.“

Generative Verfahren in der Praxis: Möglichkeiten und Grenzen

Dr. Andreas Wolf, Geschäftsführer von Robomotion, Leinfelden-Echterdingen, beleuchete in seinem Vortrag die Vorteile von 3D-Druck hinsichtlich Funktionsintegration. (Bildquelle: David Löh/Redaktion Plastverarbeiter)

Individualisierung mittels 3D-Druck

Dr. Alexander Vyhnal, Leiter Forschung und Entwicklung bei Staedtler, Nürnberg, zeigte den 3Dsigner, einen Füller oder Rollerpen mit 3D-gedrucktem Schaft. Dabei kommt Stereolithografie zum Einsatz, da seiner Erkenntnis nach nur dieses Verfahren eine ausreichend hohe Auflösung ermöglicht. Das Unternehmen liefert dazu eine App für Apples iOS, mit der sich das Dekor aus über 100.000 Varianten plus den Namenszug gestalten lässt. Sieben bis zehn Tage nach Bestellung erreicht den Kunden sein individueller Stift. Der Marktstart ist für Pfingsten geplant.

Über Werkzeugeinsätze sprach Stefan Beetz, Projekleiter additive Fertigung beim Automobilzulieferer Brose, Würzburg. Er berichtete von internen Versuchen mit im Polyjet-Verfahren hergestellten Kunststoff-Werkzeugeinsätzen. Ein Hauptproblem war neben teilweise nötigen Metalleinlegern die geringe Wärmeleitfähigkeit der Werkzeugeinsätze, was die Kristallisation der Bauteile behinderte. Deshalb musste das Unternehmen die Werkzeugtemperatur deutlich senken, nahe an die Kristallisationsgrenze. Beetz wünscht sich daher 3D-druckfähige Kunststoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Diese würden aber bereits im Labor getestet, berichtet er.

Lasersintern ermöglicht Funktionsintegration

Funktionsintegration stand bei Dr. Andreas Wolf im Vordergrund. Er ist Geschäftsführer von Robomotion, Leinfelden-Echterdingen, einem Hersteller von Automatisierungslösungen. Das Unternehmen setzt den 3D-Druck in Form von Selektivem Lasersintern (SLS) unter anderem für Robotergreifer ein. Diese wiegen mitunter nur halb so viel wie ein Standardgreifer aus Aluminiumprofilen und Pneumatik-Schläuchen. Das erreicht das Unternehmen vor allem dadurch, beispielsweise die Versorgungsleitungen in die Streben des Greifers zu integrieren. Das verringert neben dem Gewicht auch die Komplexität. So sinkt die Wahrscheinlichkeit von Anschlussfehlern. Zudem weist Wolf darauf hin, dass sein Unternehmen immer mehr 3D-gedruckte Bauteile in Anlagen einbaut. Darunter sind Abdeckungen von Führungsschienen oder Werkstückhalter für den Roboter. Er bescheinigt den Additiven Fertigungsverfahren daher „Potenzial für viele Entwicklungsmöglichkeiten“. Häufig hänge es an den Entwicklern, die dieses Potenzial noch nicht vollständig ausschöpfen würden.

Den letzten Vortrag der Veranstaltung hielt Klaus Eimann von Procter und Gamble (P&G), Marktheidenfeld. Er ist Leiter des Werkzeugbaus und beschäftigt sich unter anderem mit Laser Additive Manufacturing, Additive Verfahren mittels Laser also. Besonders hervor hob er die Vorteile des Laser Metal Deposition (LMD). Dabei wird ein Metallpulver auf einen Laser gesprüht, der dieses und gleichzeitig die Metalloberfläche eines Bauteils erhitzt. Dadurch lässt sich gezielt eine Metallschicht auftragen, um beispielsweise abgenutzte Oberflächen instandzusetzen. Darüber hinaus kommt das SLM-Verfahren zum Einsatz, mit dem das Unternehmen Serienwerkzeuge repariert oder Temperierkanäle für konturnahes Kühlen herstellt. Mit den Lasertechniken erreichte P&G es, seine Maschinenstillstandszeiten um 49 Prozent zu verringern und 1,09 Mio. US-Dollar für Werkzeuge und Ersatzteile einzusparen.

(dl)