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EUROGUSS – internationale Fachmesse für Druckguss

Schicht für Schicht – Additive Fertigung in der Druckgussindustrie

Die Additive Fertigung hat sich zu einem riesigen Markt entwickelt. Da im additiven Fertigungsverfahren auch großes Potential für Druckgießereien steckt, wird es im Rahmen der Druckguss-Fachmesse EUROGUSS (14.-16.01.2020) in Nürnberg erstmals den Pavillon „Additive Manufacturing“ geben.

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Euroguss 2020
Euroguss 2020
(Bild: NürnbergMesse / Heiko Stahl)

Das Prinzip Additiver Fertigung besteht darin, die Daten eines virtuellen Werkstücks mit einem 3D-Drucker in ein reales Werkstück umzuwandeln. Gemäß den 3D-CAD-Daten wird ein meist pulverförmiger Werkstoff so abgelagert, dass das zu fertigende Stück nach und nach die gewünschte Gestalt annimmt.

Ein Für und Wider: Stärken und Grenzen von Additiver Fertigung

Die Stärken additiver Fertigungsverfahren zeigen sich besonders dann, wenn es um Einzelstücke oder Kleinserien mit geringem Werkstoffeinsatz geht. So können Teile hergestellt werden, die sich auf traditionelle Weise, zum Beispiel durch Gießen, Schmieden oder spanabhebende („subtraktive“) Verfahren, nur schwer oder gar nicht produzieren lassen. Das sind zum Beispiel Stücke, die eine komplexe Geometrie aufweisen, wie etwa Hinterschnitten, Hohlräume und innere Strukturen. Das Verfahren erlaubt außerdem Wanddicken zu variieren. Somit kann nicht nur die Werkstoffmenge reduziert werden, sondern gleichzeitig auch das Gewicht des Werkstückes. Vorteilhaft ist ebenfalls, dass keine Werkzeuge benötigt werden. Dadurch fallen auch die Investitionskosten geringer aus. Allerdings ist die Additive Fertigung relativ zeit- und energieaufwendig. Aufgrund der verfahrensbedingten Schichtlinienstruktur, muss das Fertigteil in der Regel nachbearbeitet werden, beispielsweise, um die Stützstrukturen von der Bauplatte zu entfernen.

3D-Druck und Druckguss

Der erforderliche Zeitaufwand sowie der Energiebedarf und die Kostenvergleiche lassen nicht erwarten, dass Additive Fertigung in absehbarer Zeit mit dem Druckgießverfahren konkurrieren wird. Vielmehr kann es als zusätzliches Verfahren mit Optimierungspotential angesehen werden. „Der 3D Druck ist eine hervorragende Ergänzung zum Druckguss und kommt in der Gießereitechnik bereits zum Einsatz.“, erklärt Christopher Boss, Leiter der EUROGUSS. „Die Technologie kann sich an mehreren Stellen des Produktionsprozesses als sehr hilfreich erweisen: Bei der Herstellung von Prototypen, aber auch in den Bereichen Gussformen-, Gusskern- und dem Werkzeugbau“, so Christopher Boss weiter. Additive Fertigungstechnologien weisen im Vergleich zu konventionellen Verfahren eine höhere Designfreiheit auf. So können auch geometrisch hoch komplexe Strukturen, wie zum Beispiel innenliegende Kühlkanäle, einfach hergestellt werden. Je größer aber die Designfreiheit und je komplexer das Werkstück, desto höher sind auch die Kosten. Außerdem verlängert sich durch die Komplexität sowie die Bauteilgröße die Fertigungsdauer. Einfachere Strukturen können dagegen deutlich schneller und kosteneffizienter produziert werden.

Mit 3D-Druck lassen sich relativ schnell Prototypen von Druckgussteilen herstellen. Dadurch verkürzt sich die Entwicklungszeit, die zur Herstellung der Druckgießformen benötigt wird. Auch hier haben additive Verfahren große Vorteile. Druckgießformen oder Teile davon wie Kerne und Schieber müssen gekühlt werden, damit die abgegossenen Druckgussteile möglichst schnell erstarren. Das kommt deren Qualität und der Wirtschaftlichkeit zugute, so dass die Formen thermisch nicht übermäßig belastet werden. Die Wärmeabfuhr erfolgt mit Hilfe von Kanälen, die in die Gießformen oberflächennah eingearbeitet sind. Sie haben die Aufgabe Kühlmedien zu führen. Mit additiven Verfahren lassen sich Druckgießformen oder deren Einsätze mit optimal angeordneten und geformten Kühlkanälen fertigen. Die Firma Frech, ein langjähriger Aussteller der EUROGUSS, nutzt seit Jahren eine SLM-Anlage. Mit dieser produziert das Unternehmen aus einer Aluminiumlegierung Prototypen und Einsätze für Druckgießformen mit konturnahen Kühlkanälen (Bild).

Die mit dem SLM-Verfahren hergestellten Einsätze dieser Druckgießform enthalten interne Kanäle, die eine konturnahe Temperierung ermöglichen.
Die mit dem SLM-Verfahren hergestellten Einsätze dieser Druckgießform enthalten interne Kanäle, die eine konturnahe Temperierung ermöglichen.
(Bild: Oskar Frech GmbH & Co. KG, Schorndorf)

Auch die Einzelfertigung von selten nachgefragten Ersatzteilen ist möglich. Mit Hilfe von 3D-Druck können unter anderem nicht mehr verfügbare Teile hergestellt werden, beispielsweise Oldtimer-Ersatzteile, und Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Medizintechnik, die Automobilindustrie und den Motorsport.








Der Pavillion „Additive Manufacturing“ auf der EUROGUSS 2020

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Additive Fertigung birgt eine Reihe von Chancen und großes Potential für Unternehmen aus der Druckgussbranche. Es erlaubt Druckgießereien, ihr Produkt- und Leistungsportfolio zu erweitern, aber auch neue Geschäftsbereiche zu erschließen. Daher wird es auf der EUROGUSS 2020 in Nürnberg, Internationale Fachmesse für Druckguss, erstmals den Pavillon Additive Manufacturing geben.

Die Sonderfläche zeigt die gesamte Wertschöpfungskette des 3D-Drucks. Additive Fertigung ist aber nicht nur ein Thema der Sonderfläche, sondern wird auch auf den Ständen vieler Ausstellern zu finden sein. Zusätzlich wird es ein Vortragsprogramm speziell zum Thema Additive Manufacturing geben.

Für die Besucher der EUROGUSS ist es die ideale Möglichkeit, sich über die Technologie umfassend zu informieren. Für Aussteller des Pavillons Additive Manufacturing bietet die Messeteilnahme die perfekte Gelegenheit, ihre Produkte und Dienstleistungen einem breiten Fachpublikum vorzustellen und so neue Zielgruppen anzusprechen.

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