Im 3D-Druck steckt mehr

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Hybride Bauteile aus Einzelprozess

Eine weitere exklusive Möglichkeit, die der Einsatz generativer Fertigungsverfahren bietet, betrifft Werkstücke, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden sollen. Zum Beispiel können bei einer Drucktechnik des israelischen Herstellers Objet gleichzeitig ein Stützmaterial sowie ein Monomer von Multidüsen-Druckköpfen zum Aufbau definierter Geometrien versprüht werden. Durch die Strahlung einer Hochleistungs-UV-Lampe werden die Monomere vernetzt. Dieser Prozess erlaubt es, ein Werkstück aus mehreren Materialien aufzubauen, die dabei gleichzeitig verarbeitet werden. Ein weiterer Vorteil außer der parallelen Herstellung mit mehreren Werkstoffen ist die geringe Schichtdicke, die dem so gefertigten Bauteil eine hohe Oberflächenqualität und Stabilität verleiht. Die Geräte für diese Zwecke werden im industriellen Umfeld, etwa in der Luftfahrt- oder der Automobilindustrie bereits genutzt.

Funktionalisierte Bauteile für individuelle Anwendungen

Der industrielle 3D-Druck ermöglicht die Herstellung technischer Produkte, die auf konventionellem Wege nicht möglich wäre, beschreibt der VDMA in seiner in Kürze erscheinenden Bestandsaufnahme zur Technik. Neben den Pionieranwendungen bei polymeren Werkstoffen etabliert sich demnach das als metallischer 3D-Druck bezeichnete Selective Laser Melting (SLM). Damit erreichbar sind Druckgussformen mit konturnahen Kühlkanälen.

Diese häufig wasserdurchströmten Hohlräume können durch additive Fertigungsverfahren optimal an die zu fertigende Spritzgussteil-Geometrie angeglichen werden, um die Produktivität durch kürzere Zykluszeiten zu steigern. Die in dem Teil gespeicherte Wärme wird schneller als bei klassisch gefertigten Druckgussformen abgeführt. Anwendungen zeigen, dass sich die Prozess- und Abkühlzeiten um bis zu 50 % senken lassen. Ein Unternehmen, das durch den 3D-Druck Druckgussformen und Spritzgießwerkzeuge verbessert, ist Toolcraft aus Bayern, ein Engineering- und Produktionsspezialist im Bereich der Metall- und Kunststoffverarbeitung. Gefertigt werden innengekühlte Formeneinsätze für Druckgussformen und Spritzgießwerkzeuge. Das Unternehmen kann einen maximaleffizienten Kühlungseffekt der konturgebenden Formeinsätze bei gleichzeitig hoher Steifigkeit und Festigkeit bieten, wie Rainer Gebhardt, Projektleiter beim VDMA für das Thema additive Fertigung, betont.

Für den Bau der Formen wird der Werkstoff in Pulverform in dünnen Schichten auf eine Grundplatte aufgebracht. Ein selektiver Laserstrahl überträgt so viel seiner Energie, dass die Partikel schmelzen und nach dem Erstarren eine feste Materialschicht entsteht. Dann wird die Grundplatte gesenkt und eine neue Materialschicht aufgebracht. Im Kunststoffbereich bildet dieses Verfahren auch die Grundlage für die von FKM Sintertechnik verwendete Technologie. Im Bereich der Metalle können so Werkzeug- und Edelstähle, Edelmetalllegierungen sowie Keramiken verarbeitet werden.

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