Trumpf TruPrint 1000: Gaspedal für den Prototypenbau

Frisch gedruckt: Prototypen für Trägerwerkzeuge, auf die Hartmetall-Wendeschneidplatten aufgeschraubt werden, fertigt Ceratizit bereits auf der TruPrint 3000.

TruPrint 1000 – produktiv mit Multilaser

• Produktive Kleinformat-Maschine mit einem Bauvolumen (Zylinder) von 100 mm Durchmesser und einer Höhe von 100 mm.
• Komplexe Formen einfach und schnell herstellen.
• Einfache und intuitive Bedienung mit intuitivem Touchscreen.
• Hohe Prozessgeschwindigkeit durch teilzeitparallele Pulverbeschichtung und Laserbelichtung.
• Bis zu 80 % mehr Teile bei gleicher Zeit mit der Option Multilaser.
• Mobile Bedienung und Beobachtung per App.

Die Idee dafür kam vom Geschäftsführer selbst. „Er wollte die Additive Fertigung bei uns im Haus haben, um Dinge probieren zu können“, erinnert sich Schmid. Als Ceratizit die erste Anlage kaufte, gab es also noch keine konkrete Anwendung dafür. „Am Anfang stand die Faszination für die Technologie“, sagt Schmid. Doch die ersten Einsatzmöglichkeiten ließen nicht lange auf sich warten. Das österreichische Werk ist Teil der internationalen Ceratizit-Gruppe, einem Hersteller für Hartstofflösungen, genauer gesagt von Schneidstoffen und Werkzeugen für die Zerspanung und Lösungen für den Verschleißschutz. In Reutte produziert das Unternehmen neben Formrohlingen und Strangpressprodukten aus Vollhartmetall auch Wendeschneidplatten, die auf Trägerwerkzeuge aus Stahl aufgeschraubt werden, um damit Metalle und andere Werkstoffe zu zerspanen.

Die Prototypen entstehen in verschiedenen Varianten. Winkel lassen sich im 3D-Druck schnell anpassen.

TruPrint 3000 – flexibel im Mittelformat

• Universelle Mittelformatmaschine für die flexible Serienfertigung komplexer, metallischer Bauteile mittels 3D-Druck.
• Großes Bauvolumen Ø 300 x 400 mm.
• Hohe Flexibilität hinsichtlich Größe, Anzahl und Geometrie der jeweiligen Anwendung.
• Schnell wechselbare Bau- und Vorratszylinder.
• Externes Teile- und Pulvermanagement.
• Industrielle Software- und Monitoringlösungen.

Radikale Beschleunigung

Bisher gab es allerdings einen Flaschenhals: „Die Trägerwerkzeuge für die Wendeschneidplatten fertigen wir bisher in Bulgarien. Die Prototypen dafür benötigen wir in vielen Varianten“, erläutert Schmid. Die konventionelle Fertigung dauert vom Auftrag bis zum fertigen Teil in der Regel mehrere Wochen. Das ist lang. Doch mit dem 3D-Druck stand dem Ceratizit-Team auf einmal ein vielversprechendes Werkzeug zur Verfügung, mit dem Potenzial, diesen Prozess radikal zu beschleunigen. „Wir haben beschlossen zu testen, wie wir Laser Metal Fusion (LMF) einsetzen können, um schneller einen fertigen Prototyp auf dem Tisch zu haben“, erinnert sich Schmid.

Ceratizit setzte also auf Geschwindigkeit und legte los. Dabei nutzte das Team die Flexibilität des 3D-Drucks. „Bei der konventionellen Fertigung verursacht zum Beispiel jede kleine Winkeländerung einen neuen Iterationsschritt. Das heißt: Wir machen einen Prototyp, testen ihn und merken im Zweifel, dass wir die Winkel noch etwas verändern müssen. Im schlechtesten Fall starten wir nochmals einen Lauf, verlieren so weitere zwei Monate und haben erst in einem halben Jahr ein Ergebnis auf dem Tisch liegen. Den Kunden interessiert das dann schon lange nicht mehr, da er andere Lösungen gefunden hat“, gibt Schmid zu bedenken. Anders beim 3D-Druck: „Je nach Größe passen gleich mehrere Bauteile auf die Plattform. Wir können diese mit unterschiedlichen Features parallel aufbauen. Das verschafft uns völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten. Außerdem können wir Dinge auch einfach mal ausprobieren, ohne viel Material und Zeit zu verschwenden.“

TruPrint 1000 – produktiv mit Multilaser (aufz)Produktive Kleinformat-Maschine mit einem Bauvolumen (Zylinder) von 100 mm Durchmesser und einer Höhe von 100 mm. (aufz)Komplexe Formen einfach und schnell herstellen. (aufz)Einfache und intuitive Bedienung mit intuitivem Touchscreen. (aufz)Hohe Prozessgeschwindigkeit durch teilzeitparallele Pulverbeschichtung und Laserbelichtung. (aufz)Bis zu 80 % mehr Teile bei gleicher Zeit mit der Option Multilaser. (aufz)Mobile Bedienung und Beobachtung per Ap

Lothar Schmid
Innovation Manager bei der Ceratizit Austria GmbH

„Wo wir bisher bis zu drei Monate bis zum fertigen Prototyp benötigt haben, ist er nun schon nach zwei Wochen da. Und wir können Toleranzen gewährleisten, die in der klassischen Herstellung ein absolutes Muss sind. Das hätte ich vom 3D-Druck in dieser Dimension nicht gedacht.“

Neue Freiheit, neues Denken

In diesem Ausprobieren sieht Schmid die große Chance des 3D-Drucks. Dies setzt aber ein völlig neues Denken bei der Konstruktion voraus. „Das war eine der größten Herausforderungen an unsere Konstrukteure, dass sie wegkommen von der konventionellen Denkweise und nun viel freier gestalten dürfen“, sagt Schmid. „Wir haben zum Glück Mitarbeiter, die sich da richtig reinfuchsen.“ Ein guter Dialog zwischen Konstruktion und Maschinenbediener sei dabei das A und O. Durch Ausprobieren habe Ceratizit viel dazu gelernt. „Das Schöne an der Technologie ist ja: Wenn wir einen Versuch machen und merken, das war jetzt doch übers Ziel hinausgeschossen, dann haben wir die Druckzeit und das Pulver verbraucht, mehr nicht.“ Und die Möglichkeiten seien enorm, gerade bei Fräsern mit komplexen Innenstrukturen und Innenkühlungen von Werkzeugen ließen sich diese Fähigkeiten des 3D-Drucks noch viel stärker ausnutzen. „Die Spielwiese wird dadurch riesig, denn wir haben nun völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten.“

Das gilt auch für neue Materialzusammensetzungen. Hier setzt Ceratizit derzeit noch auf bewährte Kombinationen und arbeitet im 3D-Druck mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie in der konventionellen Fertigung. „Die Werkstoffe zu verändern ist aber ganz klar ein Ziel. Gerade in der Zerspanung können andere Werkstoffe wie Aluminium oder Titan für den Leichtbau sehr interessant sein. Festigkeitstechnisch wird es spannend, andere Stahlwerkstoffe einzusetzen“, betont Schmid.

TruPrint 3000 – flexibel im Mittelformat (aufz)Universelle Mittelformatmaschine für die flexible Serienfertigung komplexer, metallischer Bauteile mittels 3D-Druck. (aufz)Großes Bauvolumen Ø 300 x 400 mm. (aufz)Hohe Flexibilität hinsichtlich Größe, Anzahl und Geometrie der jeweiligen Anwendung. (aufz)Schnell wechselbare Bau- und Vorratszylinder. (aufz)Externes Teile- und Pulvermanagement. (aufz)Industrielle Software- und Monitoringlösungen.

Infos zum Anwender

Vor fast einem ganzen Jahrhundert starteten Cerametal und Plansee Tizit als Pioniere für anspruchsvolle Hartmetall-Produkte. Mit ständig neuen Technologien und der Entwicklung innovativer Lösungen für Verschleißschutz und Zerspanungswerkzeuge wuchsen und expandierten die Unternehmen weltweit. Mit der Fusion im Jahr 2002 schufen sie einen neuen Global Player in der Hartmetall-Branche: Ceratizit. An über 30 Standorten und mit mehr als 8.000 Mitarbeitern weltweit stellt das Unternehmen hochspezialisierte Zerspanungswerkzeuge, Wendeschneidplatten, Stäbe aus Hartmetall oder neue Hartmetall- und Cermetsorten, etwa für die Holz-, Metall- und Gesteinsbearbeitung und viele andere Anwendungsfälle her.

Stimmiges Gesamtkonzept

Ceratizit fertigt auf einer TruPrint 3000 und hat den 3D-Druck-Bereich mittlerweile um eine kleinere TruPrint 1000 erweitert. Vor der Investitionsentscheidung fand ein genaues Technologiescreening statt: „Für uns war wichtig, dass es einen geschlossenen Prozess gibt. Trumpf war da sehr weit voraus. Auch für die gesamte Peripherie, die man beim 3D-Drucken mitberücksichtigen muss, wie etwa die Pulveraufbereitung, war das Konzept sehr stimmig.“

Auf der Mittelformatmaschine TruPrint 3000 kann Ceratizit im großen Bauraum mit einem Durchmesser von 300 x 400 mm bis zu fünf Bauteile gleichzeitig aufbauen und so unterschiedliche Varianten schnell und flexibel fertigen. „Wo wir bisher bis zu drei Monate bis zum fertigen Prototyp benötigt haben, ist er nun schon nach zwei Wochen da“, freut sich Schmid. Nach und nach sollen die Stückzahlen wachsen. Dass sich die Bau- und Vorratszylinder schnell wechseln lassen, spart dabei zusätzlich Rüstzeiten. „Und wir können Toleranzen gewährleisten, die in der klassischen Herstellung ein absolutes Muss sind. Das hätte ich vom 3D-Druck in dieser Dimension nicht gedacht“, zeigt sich Schmid beeindruckt.

Auf der TruPrint 1000 will das Unternehmen künftig noch flexibler unterschiedliche Werkstoffkombinationen testen. Mit der Option Multilaser arbeiten zwei Laser gleichzeitig. Auf der Anlage will Ceratizit in naher Zukunft neben Prototypen auch Kundenteile in Kleinserien herstellen.

Große Augen beim Ersttest

Die Faszination für den 3D-Druck ist also weiterhin groß und die ersten Ergebnisse sorgten beim Ceratizit-Team für leuchtende Augen: „Als wir den ersten Fräser auf der TruPrint 3000 gefertigt hatten und im Zerspanungslabor Tests damit starteten, standen wir alle mit Sicherheitsbrille und in respektvollem Abstand da. Als wir dann gesehen haben, mit welcher Zerspanungsleistung das Werkzeug arbeitet, haben alle große Augen gemacht“, erinnert sich Schmid und die Begeisterung ist ihm immer noch anzuhören.