Additive-FertigungTeamarbeit von Lehvoss und SMT für eine schnelle und kostengünstige Lösung im Formenbau
Einfach mal machen! Unter diesem Motto kooperieren der Hamburger Materialentwickler Lehvoss und der Additive Fertigungsdienstleister Forster System-Montage-Technik (SMT), aus Forst in Brandenburg, für die Herstellung von Laminierformen im 3D-Druckverfahren. Jüngstes Fallbeispiel: Formen für die Anfertigung von Kunststofftrichtern aus glasfaserverstärkten Compositen, die auf Altölcontainern der Deutschen Bahn eingesetzt werden. Eine schnelle, kostengünstige und vor allem auch vollständig rezyklierbare Lösung, die innerhalb einer guten Woche einsatzbereit zur Verfügung stand.
Industrieroboter Gulliver3D® mit Kunststoffgranulat-Extruder für den FGF-3D-Druck. Linkes Bauteil: Laminiermatritze (Rohzustand) für Faserverbund-Bauteil für ein Shell Eco-Marathon-Fahrzeug der Hochschule München der angewandten Wissenschaften aus Luvotech® 3F eco PC/ABS GF 1614 BK. Rechtes Bauteil: Frontnase für ein Shell Eco-Marathon-Fahrzeug aus Luvocom 3F PAHT® CF 9743 BK, ebenfalls für die Hochschule München.
Über SMT
Die Forster System-Montage-Technik (SMT) GmbH mit Sitz in Forst (Lausitz/Brandenburg) hat sich als Zulieferer von leichten, robusten und brandfesten Faserverbundlösungen am Markt etabliert. Der von SMT angebotene Service umfasst alle wichtigen Schnittstellen unter einem Management – von der Konzeption über die Produktion bis zur Montage. Zusätzlich hat SMT in der Aufarbeitung von Systemkomponenten eine Expertise entwickelt, welche sich besonders im Transportsektor als kosteneffiziente Lösung beweist. SMT verfügt über qualifizierte Ingenieurteams, eine sehr gut ausgestattete Entwicklungsabteilung, hochmoderne Fertigungsanlagen mit Fachkräftepersonal sowie mobile Montageteams. SMT legt bei Projekten größten Wert auf Qualität, Flexibilität und Zuverlässigkeit.
In der Vergangenheit sahen sich die Bahnmechaniker mit der Situation konfrontiert, Altöle direkt – ohne Führung durch einen Trichter – in die dafür vorgesehenen Entsorgungscontainer zu füllen. Dieser ineffiziente Arbeitsablauf birgt die potenzielle Gefahr einer verschmutzten, schadstoffbelasteten Arbeitsumgebung, die wiederum eine umfangreiche, zeitaufwendige Reinigung nach sich zieht. Der Wunsch seitens der Mechaniker nach Arbeitserleichterung ist nur allzu verständlich.
Hier setzten die Überlegungen zur Integration der 3D-Drucktechnologie an. Sie bringt optimale Voraussetzungen mit, um die für die Abformung der benötigten Trichter notwendigen Formen kurzfristig, kostengünstig und präzise herzustellen.
Stufe 1: Der gedruckte Trichter im Rohzustand.
Über die Lehvoss Group
Die Lehvoss Group entwickelt, produziert und vertreibt weltweit chemische und mineralische Spezialprodukte. 1894 als Handelshaus in Hamburg gegründet, hat die Lehvoss Group in ihrer rund 130-jährigen Erfolgsgeschichte einen internationalen Ruf aufgebaut und betreibt Produktionsstandorte in Europa, den USA und Asien. Von der ersten Idee bis zum fertigen Produkt sorgt der Geschäftsbereich Customized Polymer Materials seit 1983 für herausragende Rekorde in der Industrie. Die Spezialität der agilen Einheit ist die Entwicklung von spezialisierten Materialien, die Leistungen weit über den marktüblichen Standards zeigen. Das interdisziplinäre Entwicklungsteam nutzt dazu eine große Palette von Polymeren, Verstärkungsstoffen und Additiven, modernste Labor- und Anwendungstechnik und einen riesigen Fundus an Erfahrung, Gespür und Leidenschaft für die perfekte Lösung.
Die Herausforderung: Vielschichtig
Die benötigten Trichter mussten chemiebeständig, zwecks einfacher Handhabung so leicht wie möglich und bei einer benötigten Stückzahl von rund 30 Stück wirtschaftlich verantwortbar zu produzieren sein.
Das dafür verwendete 3D-Druckmaterial musste sowohl im kalten Druckbett einsetzbar, praktisch verzugsfrei, mechanisch nachbearbeitbar, kostengünstig und schlussendlich auch noch rezyklierbar sein.
Stufe 2: Zustand nach Fillern der Oberfläche.
Der Lösungsansatz: Teamarbeit
Dreh- und Angelpunkt seitens SMT bildet der Industrieroboter Gulliver3D® mit Kunststoffgranulat-Extruder. Zu seinen stärksten Leistungsparametern zählen die Fertigung von Bauteilgrößen bis zu 1,2 x 2,0 x 1,4 Meter, die Vorschubleistung von bis zu 180 m/min beziehungsweise 3 m/s sowie die Option zur anschließenden spanenden Bearbeitung mittels Frässpindel.
Materialseitig kommt dabei eine Lehvoss Verbundstoff-Mischung aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), kurz PC/ABS, zum Einsatz: Polycarbonat bringt hohe Schlagfestigkeit und Hitzebeständigkeit mit, während ABS unter anderem für gute Verarbeitbarkeit und chemische Beständigkeit bekannt ist. Die Kombination vereint die Stärken beider Materialien und bietet eine verbesserte Schlagfestigkeit, Beständigkeit und vor allem eine hohe mechanische Festigkeit – das A&O, um im Werkzeugbau schnell voranzukommen. Das eingesetzte Lehvoss PC/ABS zeichnet sich darüber hinaus durch seine vollständige Rezyklierbarkeit aus.
Stufe 3: Zustand nach dem Auflaminieren.
Das Ergebnis: Bedarfsgerecht
Die Teamarbeit von Lehvoss und SMT im 3D-Druck resultiert in einer Form, welche die Produktion des benötigten Bauteils im Handumdrehen ermöglicht hat. Sowohl unter Berücksichtigung aller technischen und ergonomischen Parameter als auch besonders im Hinblick auf die finanzielle Machbarkeit: So konnten die Kosten gegenüber vergleichbaren alternativen Fertigungsverfahren rund um den Faktor 3 verringert werden.
Stufe 4: Abgeformtes Bauteil.
Einsatz des gedruckten Trichters auf einem Altölbehälter.
Die Schlussfolgerung: Wer kann, der kann!
Lohnfertiger plus Materialentwickler plus 3D-Druckverfahren: Das kann eine sehr schnelle, direkte, kostengünstige und nachhaltige Kombination/Lösung im Formen- beziehungsweise Werkzeugbau sein, wenn alle entscheidenden Parameter sorgfältig aufeinander abgestimmt sind und das Team gut funktioniert. So wie das Team Innovative Macher – bestehend aus Lehvoss und SMT.
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