Simulation und 3D-Druck ernten Erfolgs-Früchte

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Die Voxeljet-Expertise

Sandgussformen und -kerne aus dem 3D-Drucker gelten für viele Gießereibetriebe bereits seit vielen Jahren als Standard. Diese Technologie ist im Bereich Eisen- und Metallguss etabliert und kommt überall dort zum Einsatz, wo sie ihre Vorteile ausspielen kann. Das ist noch immer zumeist im Prototypen- und Kleinserienbereich – auch wenn sich die Grenzen hier aufgrund der permanent steigenden Leistungsfähigkeit der 3D-Drucksysteme mehr und mehr zu immer größeren Stückzahlen hin verschieben.

3D-Druck punktet bei komplexen Konturen

Aufgrund der nicht vorhandenen Werkzeugkosten ist der 3D-Druck bei einer Gesamtkostenbetrachtung bis zu einer bestimmten Losgröße stets günstiger als die konventionelle Vorgehensweise. Je kleiner die Losgröße, desto größer ist der Kostenvorteil der Voxeljet-Technologie. Gerade bei komplexen Geometrien ist der 3D-Druck selbst bei Losgrößen von mehreren Hundert die wirtschaftlichste Alternative, auch wenn er den klassischen Formenbau gerade bei Großserien nicht ersetzen kann.

Die weiteren Vorteile reichen von kürzeren Herstellzeiten bis zur geringeren Nacharbeit der Rohgussteile. Das Gleiche gilt im Wesentlichen auch für das Feingießen: Hier ersetzen 3D-gedruckte Kunststoffmodelle die klassischen Wachslinge, deren Herstellung sehr zeitaufwändig und kostenintensiv über Spritzgusswerkzeuge realisierbar ist.

Der Maßstab bei Detailtreue und Präzision

Im Gegensatz zur konventionellen Herstellung von Formen, bei der allein die Fertigung von Modellplatten oder Kernkästen mehrere Wochen in Anspruch nehmen kann, lassen sich im 3D-Druck selbst aufwändige Sandformen meist über Nacht oder in wenigen Tagen drucken. Die Formen entstehen ohne teure Formeinrichtung vollautomatisch rein nach CAD-Daten im sogenannten Schichtbauverfahren durch den wiederholten Auftrag von 300 µm dicken Quarzsandschichten, die über den Druckkopf der Anlage selektiv mit einen Binder verklebt werden. Nach dem Druckprozess muss die Form nur noch entpackt, also von überschüssigen Sand befreit werden – fertig, beschreibt das Untenrehmen. Da die Sandformen direkt nach CAD-Daten entstehen, setzen sie Maßstäbe in puncto Detailreichtum und Präzision.

Neben der verkürzten Herstellungszeit ist auch die Gestaltungsfreiheit weit weniger eingeschränkt als bei konventioneller Fertigung. Konstruktionen können strukturgerecht erfolgen, ohne auf Entformungsschrägen, Trennlinien oder Hinterschnitte achten zu müssen. Selbst im Erprobungsstadium geänderte Formen können ohne zeitintensive Änderung von Werkzeugen sofort analog der neuen CAD-Daten ausgedruckt werden.

MM

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