3-D-Drucker ergänzen den Maschinenpark und bieten eine höhere Flexibilität

Zulieferer punkten mit Know-how in additiver Fertigung

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Produzenten werden zu Dienstleistern in der additiven Fertigung. Mit neu gewonnenem Know-how in Konstruktion und Produktion bieten sie ihren Kunden eine höhere Flexibilität bei der Konstruktion von Bauteilen und können Prototypen oder kleine Losgrößen schnell und kostengünstig fertigen.

Der Kunststoffteilehersteller Igus in Köln bietet seit rund einem Jahr den 3-D-Druck als Service für seine Kunden an. Der Entwickler und Produzent von Energieketten und Gleitlagern aus verschleißfesten Kunststoffen nutzt die alternative Fertigungstechnik nicht nur, um Proto-typen von Gleitlagern herzustellen. Er vertreibt inzwischen seine eigenen Tribo-Werkstoffe auch für 3-D-Drucker.

Noch stehen die 3-D-Drucker, die Igus nach und nach angeschafft hat, eher unscheinbar am Rande der Fabrikhalle am Standort Köln-Lind. Doch das wird sich ändern. Davon ist Dipl.-Ing. Tom Krause überzeugt. Der Maschinenbau-Ingenieur hat bei Igus den Einsatz des 3-D-Drucks vorangetrieben. Mit Hilfe von Konstruktionsdaten stellen die Automaten Werkstücke direkt her – ohne dass dafür Werkzeuge benötigt werden. Prototypen und kleine Serien von Produkten können so schneller und zu geringeren Kosten her-gestellt werden als bislang. Darüber hinaus lassen sich mit dem Verfahren ausgefallene Formen realisieren, die mit den bisherigen Fertigungsverfahren nicht hergestellt werden konnten.
Für den Tribo-Spezialisten gehört eine hohe Verfügbarkeit seiner über 100 000 Kunststoff-Produkte zur Geschäftsstrategie. „Die Kombination von großen Lagerkapazitäten mit einer hohen Fertigungstiefe sorgt dafür, dass wir über 97 Prozent unserer Bauteile innerhalb von 24 Stunden ausliefern können“, sagt Frank Blase, Chef des Familienunternehmens. Mehr als 250 Spritzgießmaschinen am Standort Köln-Lind stehen bereit, um verkaufte Serienbauteile zügig nachzuproduzieren und die Läger aufzufüllen.
„Mit der Investition in die additive Fertigung können wir auch sehr spezielle Kundenwünsche schnell realisieren“, sagt der Geschäftsführer. Vor allem bei Gleitlagern komme es immer wieder vor, dass diese auf spezielle Anforderungen des Kunden hin entwickelt werden müssten, sagt Tom Krause. „Mit den 3D-Druckern wird der Prozess deutlich verkürzt und die Kunden können die Produkte in der Praxis testen, bevor sie in größeren Stückzahlen gefertigt werden“, so der Maschinenbau-Ingenieur.
3-D-Drucker ergänzen Spritzgießmaschinen
Der Service wird inzwischen so stark genutzt, dass das Unternehmen seinen Maschinenpark für die additive Fertigung von drei auf sieben Druckern erweitert hat. Ergänzend zu den Maschinen, die nach dem FDM-Verfahren fertigen, hat Igus vor kurzem eine Lasersinter-Anlage in Betrieb genommen. Diese druckt die Teile mit einer größeren Genauigkeit und in einer höheren Geschwindigkeit.
Auf der Softwareseite hat Igus ein Onlinetool entwickelt, mit dem Kunden nun ihre Bauteile wesentlich einfacher bestellen können. Bislang mussten diese die Konstruktionsdaten auf den Igus-Rechner hochladen und ein Formular ausfüllen, jetzt können sie die Daten im STL-Format per „Drag and Drop“ ins Browserfenster ziehen, im nächsten Schritt die gewünschten Abmessungen festlegen und abschließend das gewünschte Material auswählen. „Man sieht hier schon während des Bestellvorgangs den Stückpreis der Teile, der sich an dem Druckvolumen orientiert“, erklärt Tom Krause.
Neben der Fertigung von Kunststoffteilen hat sich Igus auf die Entwicklung von sogenannten Tribo-Polymeren spezialisiert, von Spezialmischungen mit besonderen reibungs- und verschleißtechnischen Eigenschaften. Über 40 dieser Polymere hat das Unternehmen im Portfolio, sieben davon eignen sich auch für den 3D-Druck. „Sie ermöglichen es, Teile mit einer deutlich höheren Verschleißfestigkeit zu fertigen, als dies mit dem in der Industrie oft verwendeten Standard-Werkstoff ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) möglich ist“, sagt Krause. Versuchsreihen im Igus-Testlabor hätten gezeigt, dass die Verschleißfestigkeit von gedruckten Tribo-Teilen vergleichbar ist mit den aus dem gleichen Werkstoff hergestellten Spritzgussteilen oder aus Halbzeugen gefrästen Bauteilen.
Schmiedetechnik mit 3-D-Druck kombiniert
Auch das Schmiedeunternehmen Rosswag in Pfinztal, zwischen Pforzheim und Karlsruhe, gelegen, hat in additive Fertigung investiert und bietet seinen Kunden eine Kombination aus Freiformschmieden mit Laserschmelzen. Die neuentwickelte Prozesskette ermöglicht es dem Unternehmen, ganz neue Bauteile zu fertigen, die mit dem Umformverfahren bislang nicht möglich waren. „So können beispielsweise massive Bauteilbereiche mit einem großen Anteil an Materialvolumen durch das Freiformschmieden konturnah hergestellt und anschließend mit Hilfe des Laserschmelzverfahrens in der SLM-Anlage um komplexe Strukturen ergänzt werden“, erläutert Dr.-Ing. Sven Donisi, Technischer Geschäftsführer der für den 3-D-Druck gegründeten Firma Rosswag Engineering, den Vorteil der Verfahrenskombination. Dadurch könnte bei einem Tubinenturbolader der hochfeste Teil, der hohen Schwingungen ausgesetzt ist, ressourcenschonend als Schmiedeteil hergestellt und innenliegende Absaugkanäle über das Laserschmelzen eingebracht werden.
Damit die Entwickler beim Kunden das neue Fertigungsangebot bereits bei der Konstruk-tion der Bauteile berücksichtigen können, unterstützt das Unternehmen diese in allen Phasen des Produktentstehungsprozesses. Rosswag plant zudem die Herstellung von individuellen, SLM-geeigneten Metallpulvern aus Schmiedeabfällen sowie dem Material-lager mit über 400 verschiedenen Werkstoffen. Das Unternehmen bietet damit eine Prozesskette von der Produktion des Metallpulvers über die generative Fertigung, spezifische Wärmebehandlung, CNC-Nacharbeit, Erprobung der mechanisch-technologischen Eigenschaften im hauseigenen Werkstofflabor bis hin zur Qualitätssicherung.

Hans Schürmann, Fachjournalist in Dormagen


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