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EMO Hannover 2019

3D-Druck übernimmt neue Aufgaben

| Autor: Stéphane Itasse

Der Medizintechnik-Hersteller Conmet produziert mit einem 3D-Drucker von Trumpf Schädel- und Kieferimplantate.
Der Medizintechnik-Hersteller Conmet produziert mit einem 3D-Drucker von Trumpf Schädel- und Kieferimplantate. (Bild: Trumpf)

Von Gesichtsimplantaten bis zu Satellitenbauteilen: Trumpf zeigt auf der EMO Hannover 2019 vom 16. bis 21. September, wie der 3D-Druck verschiedene Industriebranchen voranbringt. Additive Verfahren ermöglichen komplexe Formen, die es bislang nicht gab.

Für die individuelle Produktion bis hin zur Einzelstückfertigung ist der 3D-Druck eines der wichtigsten Werkzeuge. Maßgefertigte Gesichtsimplantate oder Spezialteile für Autos oder Flugzeuge lassen sich nach Angaben von Trumpf problemlos drucken. Da die Anlage die Bauteile am Stück herstellt, können Anwender zudem oft Fertigungsschritte einsparen.

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Trumpf ist laut eigener Mitteilung einer der wenigen Anbieter von 3D-Druck, der die wichtigste Komponente der Maschine, den Laser, selbst entwickeln. Das ermöglicht es, schnell neue Anwendungsfelder zu erschließen und das Verfahren zu verbessern. Beispielsweise haben die Ditzinger erstmals gezeigt, wie sich mit einem grünen Laser Kupfer und Gold drucken lässt.

Mit 3D-Druck von Anfang an individuelle Teile

Ein anderes Beispiel ist der russische Medizintechnik-Hersteller Conmet, der mit einem 3D-Drucker Gesichts- und Kieferimplantate herstellt. Bislang ist das Einsetzen solcher Teile für den Chirurgen mit Stress verbunden. Noch während der Operation muss er das Implantat zurechtschneiden. Mit 3D-Druck ermitteln im ersten Schritt Krankenhäuser die Daten der Patienten und senden sie an Conmet. Daraus erstellen die Ingenieure ein CAD-Modell und konstruieren in Abstimmung mit dem Chirurgen das Implantat.

Komplexe Geometrien, wie sie Implantate oft erfordern, schafft die Anlage mühelos. Außerdem lassen sich Teile drucken, die einerseits Stöße gut abfedern, andererseits aber auch stabil und langlebig sind. Die porösen Strukturen des Implantates verwachsen gut mit dem gesunden Gewebe. Auch der Preis sinkt, da bei der Herstellung nur so viel Material verbraucht wird, wie es das Implantat erfordert.

Im Auftrag des Raumfahrtunternehmens Tesat-Spacecom hat Trumpf eine Halterung für den Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz gedruckt. In Kooperation mit der Firma Amendate ist es gelungen, das Gewicht der Halterung um 55 % zu senken. Klassische Verfahren sind nicht in der Lage, die neue Geometrie zu fertigen. Die optimierte Halterung ist nicht nur leichter, sondern auch stabiler. Sie hält beim Start des Satelliten denselben hohen Kräften stand und verzieht sich dabei weniger.

In einem Projekt mit der Firma USB Düsen und der Hochschule Heilbronn hat Trumpf die Vorteile von 3D-Druck bei der Herstellung von Reinigungsdüsen für Abwasserkanäle aufgezeigt. Solche Düsen sitzen rings um den Kopf von Reinigungsbomben, die auf einem Schlitten durch größere Abwasserkanäle gleiten. Aus ihnen spritzt mit einem Druck von 300 bar ein Wasserstrahl heraus, der den Schmutz löst.

Fertigungsprozess mit 3D-Druck deutlich vereinfacht

Obwohl die Düsen simpel aufgebaut sind, benötigen Mitarbeiter dafür vier Fertigungsschritte: Rohmaterial schneiden und zu einem Gewinde formen, eine Mutter hineinfräsen und einen Keramikansatz einkleben. Der Mitarbeiter muss dabei nicht nur ständig die Maschine wechseln, es kommt beim Kleben auch oft zu Ungenauigkeiten. Bei der 3D-gedruckten Variante fallen das Fräsen und das Kleben weg. Zudem ist keine Nacharbeit nötig, da die Konstruktion ohne Stützstrukturen auskommt. Der Prozess ist softwaregesteuert und damit viel genauer als das Kleben von Hand. Messungen zeigen, dass sich die Herstellungszeit um 53 % reduziert.

Trumpf auf der EMO Hannover 2019: Halle 9, Stand K02

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