3D-gedruckte Kunststoff-Greifer aus einem tribologisch optimierten Kunststoff schrauben Deckel auf Flaschen oder Dosen. Ihr Vorteile: Sie sind wesentlich schneller verfügbar als gefräste Aluminium-Greifer, viel preiswerter, erheblich leichter sowie schmier- und wartungsfrei. (Bildquelle: Igus)

3D-gedruckte Kunststoff-Greifer aus einem tribologisch optimierten Kunststoff schrauben Deckel auf Flaschen oder Dosen. Ihr Vorteile: Sie sind wesentlich schneller verfügbar als gefräste Aluminium-Greifer, viel preiswerter, erheblich leichter sowie schmier- und wartungsfrei. (Bildquelle: Igus)

Liegen die CAD-Daten eines Bauteils vor, ist es ein Leichtes, es im additiven Verfahren zu fertigen. Speziell für den 3D-Druck von Verschleißteilen hat Igus aus Köln, ein Hersteller von Energiekettensystemen und Polymer-Gleitlagern, tribologisch optimierte 3D-Druck-Filamente für das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) entwickelt. Dieses Material besteht aus selbstschmierenden Iglidur-Hochleistungskunststoffen, die auf Verschleiß und Reibung optimiert sind. Auf Wunsch fertigt der Hersteller die Bauteile auch auf seinen 3D-Druckern.

Metall-Fräsen dauert zu lange

Wenn bei dem Lohnhersteller Carecos Kosmetik aus Kehl ein Produktwechsel anstand, dann musste das Unternehmen neue Greifer für die Verpackungsmaschinen anfertigen lassen. Der Grund: Die Greifer können nur eine Deckelgröße greifen und auf die Dosen schrauben. Das Fräsen eines passenden Greifers aus Aluminium kostete allerdings bis zu 10.000 Euro pro Exemplar und führte zu einer Umrüstzeit von sechs Wochen. Viel zu lange für eine Industriebranche, die heute darauf angewiesen ist, auch Kleinserien wirtschaftlich produzieren zu können.

Verschleißfester als Standard-Kunststoffe

Aufgrund der hohen Kosten und der langen Herstellungszeit der Metallgreifer probierte das Unternehmen die Herstellung der Greifer mit 3D-Druckern und Standard-Kunststoffen wie ABS und PLA (Polylactid) aus. Die Druckvorgänge lieferten jedoch keine zufriedenstellenden Resultate. Daher wandte sich der Kosmetikhersteller an Igus und setzte mit Iglidur I150 ein schmier- und wartungsfreies Tribo-Filament ein, das auf Reibung und Verschleiß optimiert ist. Denn fast jedes Element eines Greifers ist beweglich und gleitet bei dieser Bewegung an Flächen und Wellen und Stiften, sodass die einzelnen Teile ständigem Verschleiß ausgesetzt sind. Metallische Teile müssen in solchen Fällen häufig mit separaten Lagerbuchsen versehen oder in der Anwendung geschmiert werden. Die Herstellung eines Greifers im 3D-Drucker dauert zehn bis zwölf Stunden. Mit diesen 3D-gedruckten Greifern aus dem Tribo-Filament konnte der Kosmetikhersteller gegenüber den Greifern aus Aluminium bis zu 85 Prozent der Kosten und 70 Prozent der Herstellungszeit einsparen. Zudem sind die gedruckten Kunststoff-Greifer aufgrund ihres Materials siebenmal leichter als Metallgreifer.

Im SLS-Druckverfahren lassen sich mit den SLS-Materialien Iglidur I3 und iglidur I6 komplexe und große Sonderteile sehr schnell fertigen. (Bildquelle: Igus)

Im SLS-Druckverfahren lassen sich mit den SLS-Materialien Iglidur I3 und iglidur I6 komplexe und große Sonderteile sehr schnell fertigen. (Bildquelle: Igus)

Die Besonderheit dieses Polymer-Werkstoffes ist zudem, dass er der EU-Verordnung 10/2011 für den Lebensmittelkontakt entspricht. Durch diese Zertifizierung lässt sich dieser Werkstoff auch zum Drucken von Sonderteilen für bewegte Anwendungen nutzen, die im direkten Kontakt mit Nahrungsmitteln, Getränken oder auch Kosmetik stehen. Der Gleitlagerhersteller bietet neben iglidur I150 fünf weitere Filamente für den Druck von Verschleißteilen in unterschiedlichsten Einsatzszenarien an. Die Hochleistungskunststoffe von Igus sind einfach zu verarbeiten und können auf allen handelsüblichen 3D-Druckern verarbeitet werden. Die Iglidur-Kunststoffe sind im Vergleich zu Standardmaterialen wie Polylactid (PLA) bis zu 50mal verschleißfester.

Druckservice erweitert das Werkstoff-Angebot

Weil viele Unternehmen nicht über eigene 3D-Drucker verfügen, bietet Igus die Herstellung der gewünschten Kunststoff-Bauteile im FDM-Verfahren oder mittels dem selektiven Lasersintern (SLS) an. Die entsprechenden CAD-Daten gelangen online im Step-Format per Drag & Drop ins Browserfenster. Im nächsten Schritt werden die benötigten Mengen festgelegt und das geeignete Material ausgewählt. Ergebnis: je nach Wunsch wird ein formales Angebot erstellt oder der direkte Bestellvorgang kann ausgelöst werden. Im SLS-Druckverfahren kann der Hersteller auch komplexe Sonderteile sehr schnell fertigen und außerdem Bauteile mit einer Höhe von bis zu 300 mm herstellen, die sich in mechanischer oder gießtechnischer Fertigung nur sehr viel aufwendiger und mit teuren Spezialwerkzeugen herstellen ließen. Bereits heute entstehen Kleinserien von bis zu 500 Stück aus dem hauseigenen SLS-Kunststoffen iglidur I3 und dem SLS-Material für Zahnräder iglidur I6 innerhalb kurzer Zeit.