Geringere Kosten und schnellere Verfügbarkeit – warum an Produktionshilfsmitteln aus dem 3D-Drucker in der automobilen Fertigung kein Weg vorbeiführt
3d Druck Werkzeug
- 18.01.2024
Wie genau funktioniert 3D-Druck im Großformat sowie im industriellen Maßstab?
Auf Materialextrusion basierende 3D-Drucker zeichnen sich durch die breite Verdruckbarkeit einer Vielzahl von nicht-toxischen, thermoplastischen Kunststoffen aus, wie man sie zum Beispiel vom Spritzguss kennt. Das Polymer wird dabei meist in Form von auf Spulen aufgezogenen, präzisen Polymersträngen, sogenannten Filamenten, verwendet. Diese werden im Druckkopf bis oberhalb des Schmelzpunkts erhitzt, als Schmelze auf das entstehende Objekt aufgetragen und dann durch Abkühlung ausgehärtet. Es kommen entweder bio-basierte, technische oder Hochleistungskunststoffe zum Einsatz. Um hochfeste Bauteile zu drucken, lassen sich Kohlefaser-verstärkte Filamente verwenden.
Wer einen Spezialisten für großformatige und industrielle 3D-Drucker sucht, wird bei der BigRep GmbH fündig. Das 2014 gegründete Berliner Unternehmen hat mittlerweile über 1.000 bis zu einem Kubikmeter Bauraum große, industrielle Additive Fertigungslösungen an Kunden zum Beispiel in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie der industriellen Fertigung geliefert. BigRep stellt den Kundenerfolg in den Mittelpunkt, indem zuverlässige Gesamtlösungen basierend auf 3D-Druckern "Made in Germany", einfach bedienbarer Produktivitätssoftware, einer Vielzahl von qualitätsgeprüften Filamenten und zu Guter Letzt einem breiten Service- und Beratungsangebot zur Kundenunterstützung angeboten werden.
Doch welche Materialien eignen sich? 3D-gedruckte Werkzeuge können beispielsweise aus dem Polyamid PA6/66 hergestellt werden, da dieser Kunststoff über eine hohe mechanische Festigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit verfügt. Ein relativ geringes Gewicht und eine Hitzebeständigkeit von bis zu 180 Grad Celsius sind weitere positive Eigenschaften. PA6/66 stellt inzwischen eine echte Alternative zu Spritzgussteilen aus Nylon PA6 dar und neben Prototyping sowie der Herstellung von 3D-gedruckten Werkzeugen wird der Werkstoff sogar als Metallersatz in der Automobilbranche verwendet. Aber auch Nylon12-CF, das heißt ein mit Kohlefasern verstärktes Nylon ist ein Material mit exzellenter Festigkeit.
BigReps kürzlich mit dem Best of Industry Award ausgezeichnete Software zur Designautomation, BigRep FLOW, ist eine Ende-zu-Ende Lösung für die Produktionshalle vom Problem, zum Beispiel schnell und günstig ein KLT-Inlay oder eine Transportbox für die Fertigung anzupassen, ohne über vertiefte CAD-Kenntnisse zu verfügen, bis hin zur Lösung der fertig ausgedruckten Transportbox nach Stunden, nicht Wochen.
Die Vorteile von 3D-gedruckten Werkzeugen in der Produktion
Die additive Inhouse-Fertigung bietet des Weiteren eine völlige Gestaltungsfreiheit – und gilt zudem als vergleichsweise sparsam und umweltfreundlich, wenn es um den Material- und Energieeinsatz geht. Denn abgesehen vom Stützmaterial entsteht beim 3D-Druck kein weiterer Plastikmüll. Wenn man also den Vergleich mit herkömmlichen Herstellungsverfahren zieht, können Spannvorrichtungen und andere Werkzeuge mittels 3D-Druck nicht nur günstiger und schneller, sondern oftmals auch nachhaltiger hergestellt werden.
Da die additive Fertigung weitgehend automatisch verläuft, spart man darüber hinaus in der Regel Arbeitszeit und -kosten. 3D-Drucker wie der Großformat-3D-Drucker BigRep PRO können Druckvorgänge weitgehend automatisiert durchführen. Das heißt, lediglich bei der Vorbereitung muss ein Mitarbeiter anwesend sein und anschließend können die fertigen Teile in Empfang genommen werden.
Hier ein weiteres Anwendungsbeispiel:
BigRep: komplette Industrielösungen von Spezialisten aus Deutschland
Der 3D-Druck von Werkzeugen und anderen Hilfsmitteln hat das Potenzial die Produktion zu revolutionieren. Angefangen von der unkomplizierten und kostengünstigen Herstellung der Vorrichtungen über extrem kurze Iterationszyklen bei der Optimierung der Druckteile bis hin zum Rapid Tooling.
Wer den Werkzeugbau selbst in die Hand nimmt, vermeidet Engpässe und kann Produktlinien stets flexibel auf dem aktuellen Stand halten: "Tools on Demand" sozusagen. BigRep bietet einerseits eine Auftragsfertigung von Produktionshilfsmitteln durch BigRep's Druckservice PARTLAB, andererseits die komplette "4-Zylinder"-Lösung für die Fabrikhalle mit Druckworkstation, Work-FLOW Software, passenden Qualitätsfilamenten, und Beratungs- beziehungsweise Servicedienstleistungen für maßgeschneiderte "Tools on Demand".
