Additive Fertigung

Mit 3D-Druck schneller zum passenden Verbindungssystem

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Die Additive Fertigung bringt zusätzliche Vorteile für die Verbindungstechnik

Der 3D-Druck soll bei Arnold künftig auch das bisherige Rapid Manufacturing (Fastener Express) ergänzen beziehungsweise diesem vorgeschaltet werden. In diesem Bereich werden jetzt auf konventioneller Fertigung basierende, möglichst seriennahe, Erstmuster und Vorserienmuster hergestellt. Per additiver Fertigung können dann in sehr kurzer Zeit Funktionsmuster hergestellt werden. Hat der Kunde sie erfolgreich getestet, können die Ergebnisse im nächsten Schritt beim Rapid Manufacturing mit den traditionellen Prozessen für seriennahe Teile in die Realität umgesetzt werden. Die Entwicklungszeit wird dadurch deutlich verkürzt.

Wolfarth dazu: „Wir können mit der additiven Fertigung an verschiedene Leistungsbereiche und Arnold-Kompetenzen anknüpfen. Außer dem Rapid Prototyping gehören auch Engineering-Prozesse, wie beispielsweise Designprozessen oder die konstruktive Begutachtung dazu.“

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Nicht nur der Bereich Verbindungselemente könne vom Einsatz der additiven Fertigung profitieren, denn auch für andere Bauteile oder -gruppen aus dem Arnold-Portfolio würden sich Vorteile ergeben. Zusatznutzen könne etwa durch die Weiterbearbeitung der Teile mittels Fräsen, Erodieren oder durch Oberflächenbearbeitungen erreicht werden.

Dass durch den 3D-Druck viele Konstruktionsfreiräume möglich werden, steht jedenfalls auch für Arnold fest. Mit einer sich anschließenden FEM-Simulation wird deshalb bei bestimmten Anwendungen untersucht, ob die gedruckten Bauteile auch dem Lastenheft entsprechen.

Der 3D-Druck fordert Verbindungstechnikexperten aber auch heraus

Ganz wichtig bei der additiven Fertigung ist es (wie man sich denken kann), zu verstehen, welche Anforderungen das Bauteil am Ende erfüllen muss. Denn das hochflexible Verfahren bietet nicht nur enorm viele Vorteile, sondern stellt die Spezialisten auch vor vielfältige Herausforderungen. Es geht nämlich nicht allein darum, eine Geometrie auszutauschen. Der Anwender hat oft ein Bild vom Teil „im Kopf“, welches er aus traditionellem Verständnis heraus entwickelt hat. Deshalb ergibt sich oft eine Idee, die sich aber aus den Limitierungen der traditionellen Fertigung herauskristallisiert hat. „Die wichtigste Aufgabe ist es, die eigentliche Funktion gemeinsam mit dem Anwender klar zu definieren. Dann erst geht es darum, festzulegen, wie man auf dem schnellsten Weg genau diese Funktion beim Bauteil fertigungstechnisch abbilden kann“, merkt Wolfarth an. Was dann dabei herauskommt, ist oft rein optisch und geometrisch ein ganz anderes Bauteil, führt er weiter aus. Dennoch funktioniert es bestens. Das gemeinsame Vertrauen in die neue Fertigungstechnik ist deshalb ganz wichtig. Und je früher jemand mit einer Aufgabenstellung komme, desto günstiger werde es letztendlich für ihn.

Die additive Fertigung pusht die kommende Individualisierungswelle

Und welche Anwendungen respektive Branchen stehen bei Arnold jetzt im Fokus der additiven Fertigung? Nun, das Ziel ist es auch hier, die verschiedenen Arnold-Kompetenzfelder mit der additiven Fertigung zu verknüpfen. Wolfarth kann sich Anwendungen aus dem Bereich des allgemeinen Maschinenbaus genauso vorstellen wie hauseigene Einsatzfelder. Man denke beispielsweise an Automatisierungskomponenten. „Kürzlich haben wir einen Einpressprozess für die Applikation und das Verbinden von Elektronikkomponenten weiterentwickelt. Die Einpresswerkzeuge haben wir komplett gedruckt“, betont Wolfarth.

Fest steht, dass die Schwelle, ab der die additive Fertigung wirtschaftlich wird, sich mit der Weiterentwicklung der Systeme und Verfahren in Richtung „schneller“ verschieben wird – auch wenn es im Bereich Verbindungselemente in der Masse vorerst eher Prototypen sein werden, oder Bauteile, deren Herstellung so schneller gelingt. Interesse am Einsatz des neuen Verfahrens bei Arnold Umformtechnik und an der Verknüpfung mit dem Know-how des Unternehmens gebe es jedenfalls bereits. Und mit Blick in die Zukunft konstatiert der Arnold-Spezialist Wolfarth: „Ich bin sicher, dass wir in etwa zehn Jahren bei Fahrzeugen, die in kleinen Stückzahlen gebaut werden, viel mehr additiv gefertigte Teile finden werden, als heute. Sowohl aus Metall als auch aus Kunststoffen. Und es wird eine Individualisierungswelle geben, die mit diesen Verfahren einfacher Fahrt aufnehmen sollte.“

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