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Additive Fertigung

Bei der Kernfertigung setzt die Gießerei von Bosch Rexroth auf 3D-Druck

| Redakteur: Stefanie Michel

Bei Prototypen wie auch bei Kleinserien ermöglicht der 3D-Druck die Fertigung von Formen und Kernen ohne Werkzeuge.
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Bei Prototypen wie auch bei Kleinserien ermöglicht der 3D-Druck die Fertigung von Formen und Kernen ohne Werkzeuge. (Bild: Bosch Rexroth)

In der Hydraulik erfordern komplexere Kundenwünsche neue Wege in der Funktionalität von Gussteilen. Um den Anforderungen in diesem Bereich mit größtmöglicher Flexibilität und Wirtschaftlichkeit begegnen zu können, setzt die Eisengießerei von Bosch Rexroth auf 3D-Druck in der Kernfertigung.

Um technologische Grenzen des traditionellen Kernschießverfahrens zu überwinden, bei dem Sand mit hohem Druck in ein Werkzeug geschossen wird, setzt die Rexroth-Gießerei in Lohr für kleine Serien und Prototypen zwei 3D-Drucker ein. Mit ihnen lassen sich auch komplexe Geometrien realisieren. Das führt zu kürzeren Entwicklungszeiten und niedrigeren Kosten. Auf diese Weise können Kleinserien und Ersatzteile effizienter und somit kostenoptimal produziert werden, so das Unternehmen.

Formen und Kernen für Gussteile ohne Werkzeuge fertigen

Bosch Rexroth reagiert damit auch schnell und flexibel auf Kundenwünsche. Denn die Produktvarianz nimmt stetig zu und im gleichen Maße nehmen die Stückzahlen ab. Bei Prototypen wie auch bei Kleinserien ist es möglich, mit dem 3D-Drucker Formen und Kernen ohne Werkzeuge zu fertigen. Mit dem Verfahren können die Geometrien beziehungsweise Geometrieänderungen anhand eines Datensatzes sofort gefertigt werden.

Das 3D-Druck-Verfahren unterliegt nicht den technologischen Einschränkungen des Kernschießverfahrens, da man damit in jede Richtung drucken kann. Zusätzlich können bereits vor Serienstart mit Hilfe von gedruckten Kernen Arbeitsabläufe im Gießereiprozess optimiert werden, zum Beispiel durch Kernmontageversuche und Kernspielanalysen. Kunden können also effizient neue Gussteile testen. Zudem lässt sich während der Entwicklung von Prototypen oder neuen Produkten die Geometrie problemlos nachjustieren, ohne für jede Anpassung ein neues Werkzeug fertigen zu müssen.

Zwei Verfahren für unterschiedliche Festigkeiten

Im Einsatz sind eine Furanharzmaschine sowie ein Phenolharzdrucker. Drucken mit Phenolharz ist ein neues Verfahren, bei dem die Gießerei gemeinsam mit dem Lieferanten der Maschine Grundlagenforschung betreiben musste, um den Prozess stabil im Alltag einsetzen zu können. Beide Partner leisteten damit im Bereich des 3D-Drucks Pionierarbeit. Müssen filigrane Geometrien, beispielsweise kleine Kanäle, gegossen werden, lassen sich diese mit den im Phenolharzverfahren erreichten 800 N/cm² realisieren. Das kostengünstigere Furanharzverfahren (250 N/cm²) eignet sich für gröbere Geometrien.

Die Geometrien werden bei beiden Verfahren direkt über die Software in den Drucker eingegeben. In das zur Verfügung stehende Druckvolumen lassen sich beliebig viele Bauteile mit unterschiedlicher Geometrie aufbauen. Gedruckt wird in 0,28 mm dicken Schichten, in die der Druckkopf in den geometrierelevanten Bereichen Binder auf den mit Aktivator – dem Härter – vermischten Sand aufträgt. Pro Schicht benötigt der Drucker 30 Sekunden. Schicht um Schicht wächst so die Form.

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