Aufbruch zu Teilen mit Serieneigenschaften

Nahezu alle Hersteller optimieren ihre Anlagen hinsichtlich Auflösung, Oberflächenqualität, Schnelligkeit oder Werkstoffvielfalt. Sie verfolgen das eine Ziel: Die im Schichtbauverfahren hergestellten Teile sollen möglichst nahe an die Eigenschaften von konventionellen Serienteilen heran kommen – ob sie nun später als Modelle, Funktionsprototypen oder tatsächlich als Gebrauchsteile eingesetzt werden sollen. Denn die Branche hat sich Rapid Manufacturing (RM) längst schon selbst als Messlatte gesetzt, als eine Vision, die früher oder später in Erfüllung gehen kann und soll. An ihr orientieren sich die Anbieter aller möglichen Verfahren, die das Zeug haben, digitale Daten via Computer und Schichtbau zu materialisieren. Dr. Hans Langer, CEO der EOS GmbH in Krailling, drückt es vor der Euromold am deutlichsten aus: „Unser Auftritt steht ganz im Zeichen von Innovationen, die dazu dienen, Qualität und Effizienz der seriellen Fertigung per E-Manufacturing zu steigern.“ E-Manufacturing ist die Bezeichnung von EOS für RM.

Dreierlei Neuerungen stellen die Kraillinger auf dem Weg zu RM vor (Halle 8, Stand F70): Das Modul OLPC, eine Leistungsregelung, soll beim Kunststoff-Lasersintern einen gleichmäßigeren Energieeintrag für das Bauteil und damit eine höhere Teilequalität erreichen. OLPC ist für die Anlage Eosint P 730 verfügbar. Beim Metall-Lasersintern erleichtert ein optionales, modular aufgebautes Handhabungssystem die Rückverfolgbarkeit des verwendeten Metallpulvers und der Bauteile – was besonders für den Einsatz in der Medizintechnik wichtig ist. Und drittens stellt EOS mit der EOS P 800 die erste Anlage vor, die Prozesstemperaturen bis 385 °C erträgt und daher das Hochleistungspolymer Peek HP3 lasersintern kann. Mit einer Zugfestigkeit bis 95 MPa und einem E-Modul bis 4400 MPa übertrifft dieses Material die bislang verfügbaren Werkstoffe PA 12 und PA 11 um 100 %. Die Dauergebrauchstemperatur liegt je nach Einsatzbereich zwischen 180 und 260 °C. Daneben präsentiert EOS neue Werkstoffe wie Inconel 718, das für Flugzeugtriebwerke verwendet wird.

Die 3D Systems GmbH, Darmstadt, hat einige Neuheiten in der Pipeline, die teils erst 2009 auf den Markt kommen sollen (Halle 8, Stand G154). Dazu gehört die 3D-Druckerreihe ProJet 5000 mit flexibler Auflösung, die mit Ferndiagnose ausgestattet sein wird – wiederum ein Schritt, Anlagen verfügbarer zu machen, hier 3D-Drucker.

Mit den fürs erste Quartal 2009 angekündigten Lasersinter-Anlagen sPro 140 und 230 SLS Center will 3D Systems die derzeitigen Bauzeiten halbieren und die Varianz zwischen den Teilen „drastisch reduzieren“. Auch das jetzt neu eingeführte Lasersinter-Material DuraForm PP 100 soll das Tor für Rapid Manufacturing öffnen, weil damit die Eigenschaften von spritzgegossenem Polypropylen erreicht würden.

3D Systems präsentiert auch neue Stereolithographie-Anlagen innerhalb der Produktlinie iPro SLA Precision Center. Sie sollen Oberflächengüten, Kantenschärfen und Toleranzen bieten, wie man sie „bisher nur vom CNC-Fräsen kannte“.

Gegenüber dem Lasersintern ist die Stärke der Stereolithographie zweifellos ihre hohe Detailwiedergabe und Oberflächenqualität. Allerdings erhält sie seit einigen Jahren Konkurrenz durch die PolyJet-Technologie der israelischen Objet Geometries Inc., die in Griesheim eine Niederlassung unterhält (Halle 8, Stand H144). Dabei werden 28 µm dünne Photopolymer-Schichten mit Druckköpfen aufgebracht und anschließend mit UV-Licht vollständig ausgehärtet, wie es heißt (bei der Stereolithographie hingegen wird umgekehrt eine komplette Photopolymer-Schicht aufgebracht und dann selektiv vom UV-Laser belichtet). Das Stützmaterial lässt sich von Hand oder mit einem Wasserstrahl entfernen. Die Modelle können dann ohne Nachhärtung gleich benutzt werden.

Auf der Euromold präsentiert Objet jetzt den 3D-Printer Alaris 30, der auf einen Schreibtisch passt und für den Bürobetrieb geeignet sein soll. Er bietet 600 x 600 dpi Auflösung und ermöglicht mit einer Bauplattform von 300 x 200 x 150 mm³ das Rapid-Fertigen großer (oder mehrerer kleiner) Teile. Bis zu 0,6 mm dünne Wände sollen möglich sein, die Genauigkeit liege bei 0,1 bis 0,2 mm.

Auf einer ganz anderen Technologie basieren die Anlagen der Stratasys Inc. aus Minneapolis (Halle 8, Stand B70), die über die Alphacam GmbH in Schorndorf (Halle 8, Stand M10) vertrieben werden – nämlich dem Fused Deposition Modeling (FDM). Dabei entstehen zum Beispiel ABS- oder Polycarbonat(PC)-Teile. Auch Stratasys geht es neben dem Prototyping um Rapid Manufacturing. Auf der Euromold stellt der Traditionsanbieter aus den USA eine erweiterte Materialpalette für seine FDM-Anlagen vor, um noch festere, flexiblere und für höhere Temperaturen geeignete Teile bauen zu können. „FDM-Anwender erhalten neue Optionen für das Prototyping und die Teilefertigung“, sagt Produktmarketing-Manager Fred Fischer.

Dazu gehört der optionale Werkstoff PC-ISO für die Anlage FDM 400mc, der sich (für den Einsatz in der Medizintechnik) auch sterilisieren lässt. Die neue Materialoption ABSi biete eine stärkere Lichtdurchlässigkeit, etwa für Beleuchtungssysteme. Hingegen gehören die für das System FDM 360 mc eingeführten Materialien PC und PC-ABS-Blend zu den in der Industrie am häufigsten verwendeten Thermoplasten, eingesetzt etwa im Fahrzeugbau und der Telekommunikation.

Die Voxeljet Technology GmbH, Augsburg, stellt in Frankfurt ihr jüngstes 3D-Drucksystem VX500 mit einer von 150 auf 80 µm verbesserten Auflösung vor (Halle 8, Stand H145). Die Anlage verarbeitet ein Kunststoffpulver in einem Bauraum von 500 x 400 x 300 mm³, das schichtweise ausgetragen und selektiv mit flüssigem Binder bedruckt wird. Die resultierenden PMMA-Teile dienen beispielsweise als Ausschmelzmodelle für den Feinguss oder lassen sich infiltrieren, um Wachs-, Epoxy-, PUR- oder Acryl-Teile zu generieren. os

3D-Drucker besser verfügbar dank Ferndiagnose