Große Freiheit: Neuer Freeformer 750-3X von Arburg

Neu im Arburg-Programm für die industrielle Additive Fertigung: der Freeformer 750-3X. (Bilder: Arburg)

Die neue Maschine feierte auf der K 2022 in Düsseldorf Weltpremiere und wird kurz darauf auch das Highlight von Arburg auf der Formnext in Frankfurt sein.

Beim Beispiel-Bauteil Hollow Tube konnte mit dem neuen Freeformer 750-3X die Bauzeit um 60 Prozent reduziert werden.

Zahlreiche technische Neuerungen

Die neue Maschine wude kompakter konstruiert und ist rein äußerlich nicht vom Freeformer 300-3X zu unterscheiden, denn die Außenabmessungen sind gleich. Rund 2,5-mal größer ist jedoch der Bauteilträger mit nun rund 750 cm² – worauf sich auch der Name des neuen Systems bezieht. Im signifikant vergrößerten Bauraum mit den Maßen 330 x 230 x 230 mm werden die Temperaturen konstant homogen gehalten. Zu den zahlreichen technischen Neuerungen zählen kompaktere und schlankere Massedruckerzeuger zum Dosieren und Austragen, ausgestattet mit Servo-Motoren von AMKmotion, einem Unternehmen der Arburg-Familie.

Das gesamte System, also Aufbereitung und Austragseinheiten, wurde druckoptimiert und auf die Additive Fertigung im AKF-Verfahren abgestimmt. Beim angepassten Massedruckerzeuger liegt der Fokus auf Präzision und Wiederholgenauigkeit des Masseaustrags, was wiederum der Erzeugung gleich großer, konstanter Tropfen dient. Zudem sind die drei Austragseinheiten kompakter ausgeführt und enger zueinander angeordnet. Sie weisen gegenüber dem Freeformer 300-3X eine um 100 mm „schlankere“ Bauform auf.

Beim Freeformer 750-3X sind die drei Austragseinheiten kompakter ausgeführt als bei der Baugröße 300-3X und konnten so enger zueinander angeordnet werden.

Gestica-Steuerung als gemeinsame Plattform

Die von den Allrounder-Spritzgießmaschinen bekannte innovative Gestica-Steuerung ist nun auch für alle neuen Freeformer serienmäßig – mit entsprechend an den Produktionsprozess angepasster Software. Damit stehen das Spritzgießen und die industrielle Additive Fertigung steuerungstechnisch auf der gleichen Plattform. Das Ziel für die Steuerung lautete Knopfdrucklösung, also eine vereinfachte Bedienung. Die Neuerungen erstrecken sich konkret auf die Produktionssteuerung mit intuitiver Bedienung, z. B. durch Übersichten zu Auftragsstatus und Herstellung, sowie dem intelligenten Anfahrablauf zur Vorbereitung der Produktion, der komplett selbstständig abgearbeitet wird. Das heißt, dass der Freeformer so programmiert werden kann, dass er z. B. zum Wochenbeginn vorab die komplette Materialvorbereitung – also Aufheizen, Purgen (Spülen der Düsen) und Einstellung der Tropfenkennzahl autonom vorbereitet.

Variables Dosieren

Das Dosierverhalten ist nun deutlich variabler als zuvor: Auf Basis der Slicing-Daten wird genau berechnet, wie viel Material für den Aufbau jeder einzelnen Schicht benötigt wird. Dadurch sinkt die Verweilzeit des Materials im Plastifizierzylinder. Um die Bauzeiten weiter zu reduzieren, kann das Dosieren etwa bei Materialwechsel oder von Bauteil- und Stützmaterial parallel erfolgen. Hinzu kommt die Optimierung und Erweiterung der Datenaufbereitung im Hinblick auf die Baustrategie der Gitterstrukturen und den sogenannten Break-away-Support. Dieser Begriff bezeichnet das erleichterte Entfernen von Stützstrukturen. Das alles verbessert Prozessstabilität, Bauteilqualität und Bauzeit.

Bauzeitverkürzungen bis zu 85 Prozent

Die automatische Berechnung des benötigten Materials pro Schicht trägt zur Reduzierung der Verweilzeit in der Plastifiziereinheit bei. Durch die optimierte Datenaufbereitung werden die Kosten pro Bauteil zusätzlich signifikant reduziert. So lassen sich z. B. prozessoptimierte gitterförmige Stützstrukturen realisieren, deren Bauzeit um bis zu 55 Prozent schneller ist als bei herkömmlich aufgebauten.

Das Beispiel-Bauteil Hollow Tube macht die Vorteile des neuen Freeformers 750-3X plakativ deutlich: Über die Optimierung der Gitterstrategie (Stützstrukturen) hinaus, den schnelleren Tropfenaustrag, die Frequenzerhöhung und die Erhöhung der Schichtstärke von 0,2 auf 0,25 Millimeter reduziert sich die Bauzeit ohne Qualitätseinbußen um 60 Prozent.

Ein weiteres interessantes Beispiel ist eine Automotive-Fensterdichtung: Das Bauteil kann aufgrund des größeren Bauraums jetzt liegend statt stehend aufgebaut werden. Hinzu kommen gitterförmige Stützstrukturen, schnellerer Tropfenaustrag durch Frequenzerhöhung sowie die ebenfalls dickere Schichtstärke – wiederum 0,25 statt 0,2 Millimeter –, was insgesamt die Druckzeit von über 67 auf weniger als zehn Stunden verringert. Das entspricht einer Reduktion um 85 Prozent!

Arburg setzt Trends

Der Trend in der industriellen Additiven Fertigung geht deutlich in Richtung einer hohen Wirtschaftlichkeit in der täglichen Produktion, sowohl bei der Herstellung größerer Einzelbauteile als auch beim Aufbau mehrerer Artikel in einem Arbeitsdurchlauf. Genau diese Herausforderungen erfüllt der Freeformer 750-3X. Dieses System schließt die Lücke vom reinen Prototyping hin zur Kleinserienfertigung, denn nicht nur die Baugröße ist gewachsen, sondern auch die Baugeschwindigkeit. Angepasst wurde darüber hinaus die Handhabung, sodass es für die Anwender einfacher wird, die Maschine im Produktionsumfeld zu betreiben. Die Volumina der Granulatbehälter wurden verdoppelt, die Zugänglichkeit im Bereich der Wartungsklappe verbessert. Das alles bringt unter anderem noch mehr Individualität, Funktionalität, erhöhte Bedienfreundlichkeit, geringere Kosten und Freiheit bei der Teileauslegung sowie eine effektive Beschleunigung des Outputs durch den Aufbau mehrerer Teile in einem Arbeitsgang.

formnext: Halle 12.1, D61