Wie Bauteile aus der Retorte entstehen

Formenbau und Kleinserien-Fertigung werden immer mehr auch zum Einsatzfeld für Rapid-Technologien, bei denen die Teile computergesteuert Schicht für Schicht heranwachsen. Dies sagen unisono die Experten (siehe Titelstory ab Seite 32) – und darauf deutet auch die Messe Euromold: Die Anbieter generativer Technologien und Anlagen verbreitern ihr Angebotsspektrum, ergänzen neue Maschinen-Baugrößen, erweitern die Werkstoff-Palette und verfeinern die Prozesse. Sogar neue Verfahren kommen hinzu. Kurzum: Die Rapid-Verfahren gewinnen an Reife, und das wird die Messe zeigen.

Am deutlichsten ist der Nutzen von Rapid-Technologien dort, wo geringe Stückzahlen oder gar Einzelteile mit individueller Gestaltung benötigt werden – wie häufig im Formenbau oder in der Medizintechnik. Der Technologieanbieter MCP HEK GmbH aus Lübeck, der in den Bereichen Rapid Tooling und Manufacturing aktiv ist, liefert dafür ein Paradebeispiel auf der Messe (Halle 8, Stand C 175, sowie Halle 5.1, Stand D 46, auf der Sonderfläche Medizintechnik): Ende August setzten Ärzte am Royal Perth Krankenhaus einer Patientin eine individuell für sie gefertigte Hüftpfanne ein. Australische Bio-Ingenieure erstellten dafür einen 3D-Datensatz, der exakt zur Knochenstruktur der Patientin passte. Per E-Mail schickten sie die Daten nach Deutschland, wo MCP-HEK binnen 24 h das Titan-Bauteil durch Selective Laser Melting fertigte und dann zurückschickte. Nach Angaben der Lübecker konnten die Ärzte so wesentlich mehr Knochenmasse erhalten als sonst üblich und die OP-Zeit auf 2h verkürzen, weil zeitraubende Konturanpassungen entfielen. Freilich mutet das Beispiel aus Maschinenbauer-Sicht exotisch an. Doch in der Industrie gibt es ebenso viele Bauteile, deren Geometrien sich generativ effizienter fertigen lassen als herkömmlich – die Aussteller werden dafür Beispiele bereit halten. Und sie warten auf der Messe mit einem erweiterten Maschinenpark auf.

Die EOS GmbH, Krailling, etwa baut ihr Programm an Laser-Sinter-Systemen für Kunststoffe nach oben und unten aus (Halle 8, Stand F70/E71). Angekündigt ist eine Anlage mit über 1 m Bauraum-Diagonale, die um bis zu 35 % produktiver sein soll als das Vorgängermodell Eosint P 700. Einschneidender jedoch erscheint eine Neuheit im unteren Segment: Mit der Formiga P 100 bringt EOS ein Einsteigermodell auf den Markt, das für rund 100 Euro/Tag Leasingrate zu haben sein soll (siehe dazu Seite 34) und damit deutlich günstiger kommt als das Bisherige.

Die 3D Systems GmbH, Darmstadt, präsentiert in Frankfurt die neuen Selektiven Lasersinter-Anlagen Pro 140 und Pro 230, mit denen der Anwender funktionsbereite Teile „aus eigenen, ausgereiften Kunststoffen und Metallen“ generieren kann, wie es heißt (Halle 8, Stand G 154). Auch eine neue Stereolithografie-Anlage stellt 3D Systems vor: Die Viper SLA sei in drei Konfigurationen verfügbar, darunter eine Ausführung für bis zu 1,5 m große Teile und eine „Dual-Vat“-Konfiguration, die Teile aus zwei verschiedenen Materialien gleichzeitig fertigen kann.

Im erweiterten Maschinenangebot der RTC Rapid Technologies GmbH, Hofheim (Halle 8.0, Stand H 152), befindet sich das System „DO“ des schwedischen Herstellers speed part RP AB, das nach einem neuen Verfahren arbeitet: Beim „Selective Mask Sintering“ verschmelzen die PA-Werkstoffe nicht wie üblich durch den Laser, sondern durch Infrarotlicht. Die Anlage arbeite dadurch schneller und kostengünstiger als Lasersysteme.

Auch bei den Materialien geht die Entwicklung vorwärts: Das neue Stereolithografie-Kunstharz NanoTool der DSM Somos GmbH Deutschland ist ein mit nicht-kristallinen Nanopartikeln gefülltes Kunstharz, das eine bessere Seitenwand-Qualität bei kürzeren Prozesszeiten aufweisen soll (Halle 8, Stand C 110). EOS bietet den Edelstahlwerkstoff StainlessSteel 17-4 an, der der Werkstoffnummer 1.4542 entspreche. Und die Concept Laser GmbH, Lichtenfels, verweist auf ihre Alu- und Titan-Entwicklungen CL30AL und CL40Ti für Leichtbau und Medizintechnik (Halle 8, Stand F 92).

Für die Werkzeug- und Formenbauer indes hält Concept Laser eine maschinelle Neuerung bereit: Durch den vergrößerten Bauraum des Technologiemoduls LaserCUSING können bis zu 300 mm x 350 mm x 300 mm große Werkzeug-Einsätze bearbeitet werden. Dies, so erklären die Lichtenfelser, erweitere das Anwendungsgebiet auf den Aluminium-Druckguss, der höhere Baugrößen erfordert als der Kunststoff-Spritzguss.

Die Trumpf Laser GmbH + Co. KG, Schramberg, bietet das Laser-Auftragsschweißen mit Pulverdüse neu als Technologiepaket an (Halle 8.0, Stand G 92). Laut Trumpf reichen die Einsatzmöglichkeiten des generativen Verfahrens von der Reparatur teurer Triebwerkskomponenten über die Modifikation von Werkzeugen bis hin zum Fertigen von Teilen für die Offshore-Industrie. Zeit- und Kostenersparnisse von bis zu 80 % seien möglich.

Als „rapid“ im Sinne von „schnell“ kann auch das Verfahren Space Puzzle Molding gelten, das nicht generativ arbeitet. Die Protoform K. Hofmann GmbH, Fürth, realisiert mit der cleveren Formenbau- oder besser Formenpuzzle-Methode kleine Spritzguss-Serien (Halle 8, Stand B 46). Dank Verfahrens- und Produktionsoptimierungen seien jetzt Stückzahlen bis 5000 möglich. Neu außerdem: Durch den Aufbau eines Netzwerks deckt Dienstleister Protoform jetzt die komplette Prozesskette von der Produkt-Idee bis hin zur Kleinserienfertigung ab. os

Titan, Edelstahl und Alu als Rapid-Material