anwenderreportage

3D-Druck für kürzere Durchlaufzeiten

Für die Herstellung von Ansichtsteilen, Werkzeugen und Urmodellen für die Fertigung hochwertiger Kunststoff- und Faserverbundteilen setzt die Hintsteiner Group GmbH auf einen ProJet 860 Colorjet Printer von 3D Systems und wurde bei der Einführung durch die Bibus Austria GmbH begleitet. Zusätzliche Nutzungsmöglichkeiten führen seither zu kürzeren Konzeptionierungsphasen und damit zu schnelleren Durchlaufzeiten. Autor: Georg Schöpf / x-technik

Trotz des großen Bauraums benötigt der ProJet 860 nur eine geringe Stellfläche und überzeugt durch leichte Zugänglichkeit und einfach Bedienung.

Trotz des großen Bauraums benötigt der ProJet 860 nur eine geringe Stellfläche und überzeugt durch leichte Zugänglichkeit und einfach Bedienung.

Martin Hintsteiner
Geschäftsführer der Hintsteiner Group GmbH

„Das System wird bei uns nicht auftragsbezogen eingesetzt, sondern dann, wenn es nötig ist. Es ergänzt unsere Fertigungsmöglichkeiten, erweitert das Spektrum unseres Angebots und ermöglicht es uns, effizienter und schneller zum Ergebnis zu kommen.“

Seit 1981 beschäftigt man sich bei der Hintsteiner Group GmbH im steirischen Mürzhofen mit der Herstellung von Prototypen und Kleinserien aus Kunststoff und Metall, wobei der Schwerpunkt klar im Kunststoffbereich liegt. Der Einsatz unterschiedlichster Technologien ermöglichen die Entwicklung und Produktion von qualitativ hochwertigen Kunststoffbauteilen für weltweite Nischenmärkte wie beispielsweise im Rennsport, für Luxusautomobile und der Luftfahrtindustrie. Im Jahre 2002 entstand innerhalb des Unternehmens der Sonderbereich Carbon Solutions, der sich ausschließlich mit der Herstellung von Leichtbauteilen aus Aramaid, Vectran, Basalt, Carbon und Texalium beschäftigt. In Mürzhofen beschäftigt das Unternehmen insgesamt 35 Mitarbeiter.

Mit der Kernkompetenz im Kunststoffbereich ist man bei Hintsteiner auch in der Lage, Spritzgußwerkzeuge, Werkzeuge für Vakuumgießen und Formen für die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen herzustellen.

Die VisiJet PXL Binderpatronen in farblos, Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan erlauben in Verbindung mit dem weißen VisiJet Core Pulver eine naturgetreue Farbwiedergabe. Die Kanister können schnell und einfach getauscht werden.

Die VisiJet PXL Binderpatronen in farblos, Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan erlauben in Verbindung mit dem weißen VisiJet Core Pulver eine naturgetreue Farbwiedergabe. Die Kanister können schnell und einfach getauscht werden.

Markus Reitbauer
Projektleiter bei carbon-solutions Hintsteiner GmbH

„Durch die guten Farbwiedergabeeigenschaften des ProJet 860 können wir Ansichtsmodelle herstellen, die schon ganz nah am Realbauteil sind. Das ist in der Konzeptphase ein großer Vorteil.

Konzentration auf Kerngeschäft

„Bei uns dreht sich alles um Kunststoffteile. Wir decken das gesamte Themenspektrum von der Werkzeugentwicklung bis zur Kleinserie in diesem Bereich ab“, so Martin Hintsteiner, in zweiter Generation Geschäftsführer der Hintsteiner Group GmbH. „Wir konzentrieren uns auf unser Kerngeschäft, versuchen aber immer neueste Technologien und Verfahren einzusetzen, um unseren Kunden bestmögliche Qualität liefern zu können“ so Hintsteiner weiter.

„Wir haben schon vor gut zehn Jahren angefangen, uns mit dem Thema Additive Fertigung zu beschäftigen. Allerdings waren aus unserer Sicht zu diesem Zeitpunkt die Maschinen noch nicht in der Lage, unsere Anforderungen zu erfüllen“, erzählt Markus Reitbauer, Projektleiter bei Hintsteiner. „Unser Ansinnen war es ursprünglich, die Additive Fertigung für die Erstellung von Urmodellen und Spritzgusswerkzeugen sowie für die Konzeptentwicklung von Werkzeugen einzusetzen“, erinnert sich Hintsteiner.

Das Herauslösen der Teile aus dem Pulverkuchen kann über die integrierte Absaugung des Restpulvers durch die Bodenplatte erfolgen, oder aber über einen separaten Saugschlauch.

Das Herauslösen der Teile aus dem Pulverkuchen kann über die integrierte Absaugung des Restpulvers durch die Bodenplatte erfolgen, oder aber über einen separaten Saugschlauch.

Daniel Kopp
Produktmanager der Bibus Austria GmbH

„Der ProJet 860 ist mit seinem großzügig dimensionierten Bauraum bestens für den produktiven Einsatz auch für größere Teile geeignet. Wer einen Maschinenbauhintergrund hat, kommt mit der Maschine gut zurecht. Mit dem umfassenden Angebot an Maschinen und den zahlreichen unterschiedlichen Technologien von 3D Systems können wir praktisch jede gestellte Aufgabe erfüllen.

Auf die Bauraumgröße kommt es an

Dass es dann doch bis letztes Jahr gedauert hat, bis eine Maschine gekauft wurde, lag nach Aussage der Kunststoffexperten im Wesentlichen in der Beschränkung der Bauraumgröße. „Als uns Herr Tröster von Bibus dann den ProJet 860 von 3D Systems vorgestellt hat, haben wir unsere Anforderungen voll erfüllt gefunden. Es ist für uns wichtig, dass wir die erforderlichen Teile möglichst aus einem Stück fertigen können. Das spart Zeit und vermeidet Fehler beim Zusammensetzen“, erzählt Reitbauer.

Da die Maschine, die im Februar diesen Jahres in Betrieb genommen wurde, auch für die Erstellung von Anschauungsobjekten gedacht war, stellte die Möglichkeit mehrfarbige Teile anfertigen zu können, ein wesentliches Entscheidungskriterium dar. Mit 508 x 381 x 229 mm (X/Y/Z) an Nettobauraum ist der 860 der derzeit größte Vertreter der ProJet Serie. Mit einer Auflösung von 600 x 540 dpi und einer Schichtstärke von 0,1 mm bietet er eine minimale Detailwiedergabegenauigkeit von 0,1 mm. Als CMYK Vollfarbdrucker lässt auch die Farbtreue kaum Wünsche offen.

Infos zum Anwender

Die Hintsteiner Group GmbH ist ein global tätiges Familienunternehmen mit Hauptsitz im österreichischen Mürzhofen. Seit seiner Gründung im Jahr 1981 entwickelt und fertigt das Unternehmen Kunststoffbauteile für Nischenbereiche wie Rennsport, Luxusautomobile und Luftfahrt. Der Bereich Carbon Solutions ist auf Hightech-Faserverbundwerkstoffe spezialisiert, wohingegen im Bereich Tooling Components hochwertige Kunststoffbauteile erzeugt werden. Das Leistungsangebot erstreckt sich dabei vom Prototypenbau bis zur Kleinserie durch Methoden der Additiven Fertigung, Vakuumguss, Schnellspritzguss, konventioneller Zerspanung und vieles mehr.

Abgestimmte Pulver-Binderkombination

„Auch wenn die Auflösung des ProJet 860 relativ hoch ist, muss man sich darüber im Klaren sein, dass extrem dünnwandige Bauteile mit einem Colorjettingverfahren (Anm.: eine Variante der Binderjettingverfahren) nur bedingt möglich sind. Das VisiJet© PXL System besteht aus dem VisiJet© Core Pulver, sowie den fünf Binderflüssigkeiten farblos, Schwarz, Gelb, Cyan und Magenta, ganz ähnlich wie bei einem Tintenstrahldrucker. Die abgestimmte Kombination aus Pulver und Binder schafft eine recht stabile Grundstruktur, der man im Nachhinein durch Infiltration unterschiedliche Materialeigenschaften geben kann“, geht Daniel Kopp, Produktmanager der Bibus Austria GmbH, ins Detail.

Trotz der großen Grundfläche der Bauplattform bietet der ProJet 860 mit 10 bis 15 mm pro Stunde (Z-Achse) eine ordentliche Baugeschwindigkeit. Dank der guten Pulver-Binderkombination kann häufig auf eine Nachbehandlung der Oberfläche verzichtet werden. Lediglich bei der Herstellung von Formbauteilen muss die Abformfläche geschliffen werden.

Die mitgelieferte 3DPrint Software ermöglicht eine einfache Druckvorbereitung aus unterschiedlichen Dateiformaten heraus.

Die mitgelieferte 3DPrint Software ermöglicht eine einfache Druckvorbereitung aus unterschiedlichen Dateiformaten heraus.

Breiter Einsatzbereich

„Wir konnten die Maschine schon nach einer Einschulung von nur zwei Tagen in Betrieb nehmen“, freut sich Reitbauer. „Allerdings ist es wichtig zu verstehen, wo die Beschränkungen sind und diese dann auch in der Konstruktion umzusetzen. Außerdem haben wir schnell festgestellt, dass es für uns weitere Einsatzmöglichkeiten gibt, die wir am Anfang noch gar nicht gesehen haben“, ergänzt er. Gemeint ist damit eine Verwendung im Bereich des Vorrichtungsbaus. So werden bei Hintsteiner mit dem 3D-Drucker nicht nur Ansichtsmodelle und Formteile hergestellt, sondern auch Schablonen für das Beschneiden zuvor gefertigter Prepreg-Teile (Anm.: Unter Prepreg versteht man mit Reaktionsharz vorimprägniertes technisches Gewebe), oder auch Halterungen und Lehren für die Weiterverarbeitung von Bauteilen.

„Der Drucker erweitert unsere Möglichkeiten enorm. Auch ist es damit möglich, in der Konzeptionsphase für neue Teile die Durchlaufzeiten signifikant zu verringern“, erklärt Hintsteiner und ergänzt: „Die Maschine ersetzt sicher nicht die bewährten, konventionellen Technologien, aber sie bietet eine wertvolle Ergänzung, die uns hilft, effizienter zu arbeiten.“

Die Losgrößen bewegen sich vom Einzelstück bis zu kleinen Serien.

Die Losgrößen bewegen sich vom Einzelstück bis zu kleinen Serien.

Integrierte Software

Das mitgelieferte Softwarepaket beinhaltet sowohl die 3DPrint-Steuerungssoftware, als auch das Programm 3DEdit Pro 2.0. Mit der 3DPrint Software ist man in der Lage, Modelle in verschiedenen Dateiformaten einzulesen und für die Ausgabe auf dem 3D-Drucker aufzubereiten. Neben den Standardformaten .stl, .wrl, .ply und .zpr, die von unterschiedlichen 3D-CAD-Paketen ausgegeben werden können verarbeitet die Software noch das .3ds und .fbx Format, wie sie in Autodesk Lösungen zum Einsatz kommen. Das proprietäre Format .zbd bildet das systemeigene Format der Software ab. Zusätzlich kann auch das .bld-Format der ZPrint Software verarbeitet werden, was auch die Verwendung älterer Build-Files der Vorläufermodelle der ProJet Serie erlaubt.

Mit der 3DPrint Software kann eine Anpassung des Ausgabegerätes an die Parameter des Baumaterials erfolgen. Ebenso ist man damit in der Lage, die Baulage zu definieren, Skalierungen (Anm.: auch anisotrope Skalierung ist möglich), das Spiegeln sowie das Vervielfältigen von Bauteilen vorzunehmen. Auch die Anordnung der Teile im Bauraum ist mit der Software problemlos möglich. „Die mitgelieferte Software bietet einige Hilfsmittel, die das Arbeiten enorm erleichtern und wesentlich dazu beitragen, dass schnell produktiv gearbeitet werden kann“, so Tröster. „Mit der 3DEdit Pro Software stehen zusätzlich noch Werkzeuge zur Verfügung um 3D-Daten aufzubereiten, Modelle zu reparieren und sogar Änderungen vorzunehmen. Speziell für die Ausgabe feiner Strukturen und dünner Geometrien sind diese Tools sehr hilfreich“, ergänzt er.

Hochwertige Teile aus Carbon und anderen Faserverbundwerkstoffen zählen zur Kernkompetenz der Hintsteiner Group GmbH.

Hochwertige Teile aus Carbon und anderen Faserverbundwerkstoffen zählen zur Kernkompetenz der Hintsteiner Group GmbH.

Beratung ist wichtig

„Für uns ist die Zusammenarbeit mit Bibus ein Glücksgriff. Es gibt doch einiges zu berücksichtigen, wenn man in die Additiven Fertigungsverfahren einsteigen möchte. Da waren die Hilfestellungen und die kompetente Beratung, die wir bekommen haben sehr wichtig “, meint Reitbauer und fasst abschließend zusammen: „Der ProJet 860 ist bei uns innerhalb kürzester Zeit zu einer wichtigen Ergänzung in unserem Fertigungsportfolio geworden. Die einfache Bedienung und die zusätzlichen Möglichkeiten, die uns die Maschine eröffnet, helfen dabei, effizienter zu arbeiten. Und mit den niedrigen Wartungs- und Betriebskosten können wir auch die Stückkosten niedrig halten. Alles in allem ein wirklicher Vorteil für uns“.

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