ExAM 510 von AIM3D ergänzt Nische der klassischen Spritzgießtechnik

3D-Pellet-Drucker ExAM 510 von AIM3D mit einer Baurate von aktuell 150 cm³/h.

Der Anlagenbauer AIM3D setzt seit 2017 konsequent auf 3D-Pellet-Drucker in Abgrenzung zu FDM-3D-Druckern, die Granulate statt Filamenten verarbeiten. Deutlich günstigere Materialeinstandskosten von Granulaten und die Verwendung von Regenerat-Material direkt aus der Mühle bilden die Grundlage für die hohe Wirtschaftlichkeit dieser AM-Fertigungsstrategie mit 3D-Pellet-Druckern. 3D-Druckdienstleister Malping, aus Neuhausen auf den Fildern in Baden-Württemberg, setzt nun eine ExAM 510 von AIM3D für seine Kundenaufträge ein. Dr.-Ing. Bastian Gaedike, CEO Malping, meint dazu: „3D-Pellet-Drucker bieten uns erstmals die einzigartige Option, sehr kosteneffektiv die Eigenschaften von konventionell hergestellten Bauteilen mit einer additiven Fertigungsstrategie abzubilden. Die werkzeuggebundene Spritzgießtechnik wird nun durch eine granulatbasierte 3D-Druck-Strategie ergänzt. Auch perspektivisch sehe ich weitere Potenziale: Mit der neu eingeführten Voxelfill-Strategie reicht der 3D-Druck nun an Festigkeiten des klassischen Spritzgießens heran.“

Konstruktionsdarstellung eines Absaugringes für die Lebensmittelindustrie.

Dr.-Ing. Bastian Gaedike
CEO des Druckdienstleisters Malping

„Die Vorteile einer additiven Lösung liegen bei einem Absaugring auf der Hand: Rasche Verfügbarkeit des Bauteils, keine Werkzeuge, eventuell rasche Modifikation der Bauteile für spezifische Einsatzwecke an unterschiedlichen Abfüllanlagen. Der Anlagenbetreiber profitiert durch eine hohe Verfügbarkeit seiner Anlage.“

Von der Produktidee bis hin zum finalen Bauteil

Für Kunden einer additiven Fertigungsstrategie ist ganzheitliches Engineering beim 3D-Druckdienstleister relevant. Malping unterstützt Kunden von der Produktidee über den Konstruktions- und Design-Prozess und dem Re-Engineering, auch Simulationen, Validierungen oder Veredelungen, bis hin zum finalen Bauteil sind Teile der Rundum-Services. Die Additive Fertigung kann mit Zerspanung und anderen Fertigungsstrategien verknüpft werden, um fertige Bauteil- oder Bauteilgruppen für Kunden zu fertigen. Auch in der Logistik begleitet Malping seine Kunden, zum Beispiel im Streckengeschäft beliefert Malping die Anwender von Kunden direkt. Die Zielbranchen sind höchst unterschiedlich: Das Spektrum reicht vom Maschinen- und Anlagenbau, über die chemische Industrie, die Lebensmittelindustrie bis hin zu Transport- oder Verteidigungstechnik-Anwendungen. Gaedike erklärt weiter: „Malping ist Dienstleister für die Additive Fertigung von Hochleistungsthermoplasten. Dazu zählen PEEK oder PEI, bekannt als Ultem. Dieses Marktsegment ist prädestiniert für eine additive Fertigungsstrategie.“

Konstruktionsdarstellung eines Absaugringes für die Lebensmittelindustrie.

Referenzbeispiel Absaugring für die Lebensmittelindustrie

Für die Lebensmittelindustrie konstruierte und fertigte Malping einen Absaugring. Funktional können flüssige Medien mit einem Absaugring abgesaugt werden. Die Reinigung der Abfüllanlage bzw. des Absaugrings mit Chemikalien lässt sich durch den Werkstoff PPS-GF, dank dessen hoher thermischer und chemischer Resistenz gut bewerkstelligen. Um die für einen später montierten Dichtring notwendigen engen Toleranzen abbilden zu können, erfolgte eine spanende Nachbearbeitung auf der Unterseite des Rings. „Die Vorteile einer additiven Lösung liegen bei dieser Anwendung auf der Hand: Rasche Verfügbarkeit des Bauteils ab Stückzahl 1, keine Werkzeuge, eventuell rasche Modifikation des Bauteils für spezifische Einsatzwecke an unterschiedlichen Abfüllanlagen. Der Anlagenbetreiber profitiert durch eine hohe Verfügbarkeit seiner Anlage“, ergänzt Gaedike.

Referenz-Bauteil von Malping: Absaugring für die Lebensmittelindustrie.

Verbesserung der Reproduzierbarkeit

Die ExAM 510-Anlage von AIM3D ist prädestiniert für den Einsatz in der industriellen Produktion. Die im Jahr 2022 vorgestellte ExAM 510-Anlage arbeitet mit einer maximalen Baurate von aktuell 150 cm³/h. Perspektivisch peilt man nach Herstelleraussagen Bauraten von 300 bis 600 cm³/h an. Damit will man Verarbeitungsmengen von 1.000 bis 4.000 kg pro Jahr erreichen (alle Angaben beziehen sich auf Bauteile mit einer Qualität von max. 150 µm Schichtstärke sowie dem Einsatz einer 0,4 mm Düse des 3D-Druckers und sind somit vergleichbar zu 3D-Bauteilen des Fused Deposition Modeling (FDM)). Entscheidend für den Aufbau eines 3D-Bauteils ist vor allem die Reproduzierbarkeit, also die Wiederholgenauigkeit des Prozesses. Für einen Anwender ist dies ein zentraler Punkt für gleichbleibende Qualität des Bauteils gerade in der Serienfertigung von kleinen und mittleren Serien. Bauteile der Spritzgießtechnik und 3D-Bauteile weisen vergleichbare Homogenitäten des Materials auf, weil Granulat-Ultem™ 9085 eingesetzt wird. Die letzten Zugversuche nach DIN EN ISO 527-2 Typ 1A belegen aufgrund geringer Standardabweichungen eine hohe Prozessstabilität. Diese wird vor allem durch die patentierte Granulat-Extruder-Technologie erreicht, die eine materialschonende Verarbeitung des Materials gewährleistet und die Degradierung der Polymere im Extruder minimiert.

Der 3D-Pellet-Druck erschließt auch den vielseitigen Werkstoff PEI

Die 3D-Pellet-Drucker ExAM 255 und ExAM 510 von AIM3D ermöglichen den Einsatz von Standard-Granulaten mit oder ohne Füllstoffe zur Generierung von belastbaren 3D-Bauteilen. PEI ist schwer entflammbar nach UL 94-VO. PEI eignet sich für hohe Einsatztemperaturen, also 180 ºC dauerhaft (217 ºC bis Glasübergang). Mit dem PEI-Werkstoff Sabic Ultem 9085 erschließt der 3D-Pellet-Druck nun Bauteileigenschaften, die an das klassische Spritzgießerfahren heranreichen. Dabei wird eine 100 % höhere Bruchdehnung gegenüber FDM-Druckern erzielt. PEI erschließt daher beispielsweise Anwendungsgebiete in Automotive, Aerospace, Maschinen- und Anlagenbau, Schienenfahrzeuge und Wehrtechnik.