Effiziente Datenaufbereitung mit 4D_Additive

Serienfertigung in der Additiven Fertigung erfordert vor allem eine effiziente Baujobvorbereitung. Mit 4D-Additive kein Problem.

Arthur Kopp, der Gründer und Geschäftsführer von Kit3D, verfügt über einen reichen Erfahrungsschatz aus dem Maschinenbau und der Konstruktion. Die Additive Fertigung begeistert ihn schon lange, er hat sich intensiv mit der Thematik auseinandergesetzt und Erfahrungen gesammelt. In früheren Tätigkeiten konnte er die Technologien aber nicht effektiv zum Einsatz bringen. So beschloss er, diese Expertise zu nutzen, um mit einem eigenen Unternehmen Kunden nicht nur hochqualitative AM-Bauteile, sondern auch eine umfassende Beratung zu bieten. „Der Mehrwert für den Kunden steht immer im Vordergrund“, erklärt Kopp, der neben Maschinenbau auch Wirtschaftsingenieurwesen studiert und somit auch einen fundierten Blick auf wirtschaftliche Aspekte hat. Ganz besonderen Wert legt er aber darauf, die Kunden dabei zu unterstützen, den vollen Nutzen aus der Additiven Fertigung zu ziehen, was oft bedeutet, Kundenbauteile zu überarbeiten oder gar neu zu konstruieren. „Eine Leistung, die unsere Kunden sehr schätzen, weil sie dabei gleichzeitig lernen, welch enorme Vorteile die Additive Fertigung für sie bringen kann“, bemerkt der Geschäftsführer. Dass je nach Anforderung auch die passende Technologie zum Einsatz kommen muss, spiegelt sich auch in der Wahl der Fertigungsverfahren wider: Kit3D bedient sich der FDM-, SLA-, SLS und HP Multi Jet Fusion (MJF)-Technologien, um das jeweils erforderliche Leistungs- und Materialspektrum abdecken zu können.

Für das HP MJF-Verfahren ermöglicht die 4D_Additive Software, Bauteile sehr schnell in hoher Packdichte zu platzieren und dennoch eine gleichmäßige Pulververteilung zu erreichen.

Arthur Kopp
Geschäftsführer der Kit3D GmbH

„Unser Ziel ist es, durch den Einsatz modernster Technologien die Kundenanforderungen nicht nur zu erfüllen, sondern zu übertreffen. Effizienz und Qualität sind dabei unsere wichtigsten Leitlinien.“

Maschinenpark bei Kit3D

Im Bereich FDM kommen Geräte von Bambulab zum Einsatz, wie die P1S- und X1E-Modelle, die besonders durch ihre Präzision und Zuverlässigkeit überzeugen. „Diese Maschinen sind einfach unglaublich schnell und bieten bei der Anwendung eine komfortable Lösung für die Druckvorbereitung. Damit ist mit den 15 P1S, die wir derzeit im Hause haben, bereits eine Serienfertigung von 50.000 Teilen pro Jahr möglich“, verrät Kopp. Für die Stereolithografie verwendet das Unternehmen den Formlabs Form 4 sowie die Formlabs Fuse 1+ mit der zugehörigen Blast-Auspackstation für SLS-Bauteile. Hier ist Kopp überzeugt: „Für SLS-Bauteile in dieser Größenordnung gibt es derzeit wohl keine bessere durchgängige Lösung.“

Im MJF-Bereich nutzt das Unternehmen eine HP Jet Fusion 5200 mit zwei Built-Units und der zugehörigen Processingstation für das effiziente Entpacken der Bauteile. Mit den 380 x 284 x 380 mm Bauraum ist man bei Kit3D in der Lage, nahezu alle Anforderungen der Kunden abzudecken. „Es hat sich herausgestellt, dass die benötigten Teile, die mit Additiver Fertigung umgesetzt werden sollen, in der Regel einen Formfaktor haben, der mit unserer Ausstattung abgedeckt werden kann. Bei größeren Bauteilen sind in der Regel andere Fertigungstechnologien besser geeignet“, verrät der Geschäftsführer. Dieser vielseitige Maschinenpark erlaubt es, sowohl Prototypen als auch Serienfertigungen effizient umzusetzen.

Intelligentes Nesting, Reparaturfunktionen und automatisierte Texturen erleichtern die Vorbereitung der Baujobs enorm.

Verarbeitete Werkstoffe

Bei Kit3D werden verschiedenste Materialien verarbeitet. Im MJF-Bereich und beim SLS kommt vor allem PA12 zum Einsatz, das für seine hohe Festigkeit und Präzision bekannt ist. Dieses Material eignet sich besonders gut für funktionale Bauteile und technische Anwendungen, die eine hohe Belastbarkeit erfordern. Für FDM-Drucke kommen Materialien wie PLA, PETG, TPU sowie carbonfaserverstärkte Kunststoffe (PACF) und ESD-leitfähige Kunststoffe zum Einsatz. Diese Vielfalt ermöglicht es, Lösungen für zahlreiche Anwendungen zu bieten, von Prototypen bis hin zu funktionalen Serienteilen. Auch in der Stereolithografie steht eine hohe Werkstoffbandbreite zur Verfügung, womit auf die sehr unterschiedlichen Kundenanforderungen perfekt reagiert werden kann.

Im FDM-Bereich setzt Kit3D auf P1S und X1S von Bambulab.

Armin Brüning
Geschäftsführer der CT CoreTechnologie GmbH

„4D_Additive ermöglicht es unseren Kunden, den gesamten Fertigungsprozess effizienter und präziser zu gestalten. Mit innovativen Funktionen wie VDI-gerechten Texturen und einer optimierten Nesting-Strategie setzen wir neue Maßstäbe.“

Herausforderung in der Datenaufbereitung

Ein zentraler Aspekt der Additiven Fertigung ist die Datenaufbereitung. Diese umfasst die Optimierung von CAD-Daten, das Nesten von Bauteilen im Bauraum und die Sicherstellung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung während des Druckprozesses. Gerade bei der Serienfertigung – ein Fokusbereich von Kit3D – spielt die effiziente Nutzung des Bauraums eine entscheidende Rolle. Arthur Kopp erklärt: „Wir mussten sicherstellen, dass wir möglichst viele Bauteile mit optimaler Qualität und homogener Wärmeverteilung produzieren können. Das ist vor allem bei der Fertigung im MJF-Verfahren von zentraler Bedeutung.“

Die Datenaufbereitung ist dabei nicht nur ein technischer Prozess, sondern auch ein wirtschaftlicher Faktor. Jede Minute, die durch automatisierte Prozesse eingespart wird, wirkt sich positiv auf die Effizienz und somit auch auf die Wettbewerbsfähigkeit aus. Für Kopp war es daher entscheidend, eine Lösung zu finden, die genau auf diese Anforderungen zugeschnitten ist.

Für das Färben kommen Systeme von Dyemansion zum Einsatz.

Gute Gründe für 4D_Additive

Die Suche nach einer leistungsstarken Software führte Kopp und sein Team schließlich zur Firma CT CoreTechnologie. Deren Software-Suite 4D_Additive bietet umfangreiche Werkzeuge für die Reparatur und Optimierung von CAD-Daten, die Erstellung von Texturen sowie das intelligente Nesten von Bauteilen. „Was mich von Anfang an beeindruckt hat, war die intuitive Bedienung und die Geschwindigkeit der Software“, sagt Kopp. Besonders die intelligente Wärmeverteilung beim Nesten – eine der Stärken von 4D_Additive – hebt er hervor. „Wir können damit die Spitzenbelastungen für die Druckköpfe deutlich reduzieren, was nicht nur die Lebensdauer der Hardware erhöht, sondern auch die Druckqualität verbessert.“

Armin Brüning, Geschäftsführer von CT CoreTechnologie, kommentiert: „Mit 4D_Additive bieten wir eine Lösung, die speziell auf die Anforderungen moderner Fertigungsdienstleister zugeschnitten ist. Die Kombination aus leistungsstarken Reparaturfunktionen und einer optimierten Nesting-Strategie ermöglicht es, den Materialeinsatz zu reduzieren und gleichzeitig die Bauteilqualität zu maximieren. Zudem enthält unser System VDI-gerechte Texturen, die direkt in der Software implementiert werden können. Da unser Ursprung in der Datenkonvertierung liegt, sind wir sehr versiert im Umgang mit Ausgangsdaten in unterschiedlichsten Formaten und können diese auch gegebenenfalls reparieren. Eine saubere und vor allem schnelle Datenaufbereitung ist aus unserer Sicht ein wesentlicher Erfolgsfaktor in der Additiven Fertigung.“

Die Fähigkeit der Software, komplexe Geometrien zu analysieren und automatisch zu optimieren, spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch potenzielle Fehlerquellen. Für Kit3D bedeutet dies eine deutliche Verbesserung der Produktionssicherheit und -effizienz.

SLS-Bauteile entstehen auf einer Formlabs Fuse 1+ mit der zugehörigen Blast-Auspackstation.

Nachbearbeitung und Veredelung

Ein weiterer wichtiger Prozessschritt bei Kit3D ist die Nachbearbeitung. Die Bauteile werden nach dem Druck gestrahlt, um eine einheitliche Oberfläche zu erzielen, und gefärbt, um den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Hierfür wird künftig eine DyeMansion DM 60 verwendet, die für ihre Effizienz und hohe Prozessqualität bekannt ist.

Das Strahlen und Färben ist ein essenzieller Bestandteil der Fertigungskette, da es den Bauteilen nicht nur eine optisch ansprechende Oberfläche verleiht, sondern auch deren Funktionalität verbessert. Die DM 60 bietet hier eine besonders präzise Steuerung, die es ermöglicht, gleichbleibend hochwertige Färbeergebnisse zu erzielen.

Mit der neuen 4D_Additive Nestingfunktion können sehr hohe Packdichten und eine optimale Wärmeverteilung erreicht werden

Vorteile in der Praxis

Mit 4D_Additive ist man bei Kit3D in der Lage, die Produktionsprozesse effizienter zu gestalten. Die Software ermöglicht es, Bauteile sehr schnell in hoher Packungsdichte zu platzieren und dennoch eine gleichmäßige Pulververteilung zu gewährleisten. Damit wird auch eine bessere Wiederverwertbarkeit des Restmaterials sichergestellt. Dies spart Material und Zeit – und senkt damit die Kosten für die Kunden.

Ein weiteres Highlight stellt die Reparaturfunktion dar. „Ohne die Reparaturfunktionen von 4D_Additiv müssten wir fehlerhafte Geometrien manuell reparieren, was zeitaufwendig wäre. Die Software erledigt das mit wenigen Klicks“, erklärt Kopp. Auch die Möglichkeit, Beschriftungen direkt in der Software hinzuzufügen, erleichtert die Arbeit erheblich.

Durch die Kombination aus modernem Maschinenpark, einer durchdachten Materialauswahl und der Nutzung innovativer Software kann Kit3D auch sehr anspruchsvolle Projekte realisieren. Von der Kleinserie bis zur Großproduktion – die Kunden profitieren stets von hoher Qualität und kurzen Lieferzeiten. Ebenso ist man durch klare Prozesse in der Lage, konkrete Aussagen zur Lieferzeit zu machen und eine transparente Kalkulation zu bieten. „Ein wesentlicher Aspekt, dass wir das unseren Kunden bieten können, ist die Zuverlässigkeit der Gesamtlösung. Speziell softwareseitig ist es da für uns wichtig, in CoreTechnologie einen Partner gefunden zu haben, auf den absolut Verlass ist. Fragen werden sofort und kompetent beantwortet und auch Wünsche, die wir äußern, sind oft schon im nächsten Release zu finden“, ist Kopp von der Zusammenarbeit mit dem Softwarelieferanten begeistert.

Ausblick: Ausbau der Kapazitäten

Der Erfolg des bayrischen Start-ups zeigt sich nicht nur in der steigenden Nachfrage nach ihren Dienstleistungen, sondern auch in den Plänen für die Zukunft. Kopp plant, die Produktionskapazitäten weiter auszubauen und zusätzliche Technologien zu integrieren. Größere Produktionsflächen entstehen gerade und sollen im Laufe des Jahres nutzbar werden. Die Anlagenanordnung wird noch besser auf den Gesamtprozess abgestimmt. Bei der Erweiterung wird auch 4D_Additive eine zentrale Rolle spielen, wie er betont: „Die Software ist ein integraler Bestandteil unseres Workflows geworden und wird uns auch in Zukunft helfen, effizient und wettbewerbsfähig zu bleiben.“

Armin Brüning ergänzt: „Wir entwickeln unsere Software kontinuierlich weiter, basierend auf dem Feedback unserer Nutzer. Das ermöglicht es uns, immer einen Schritt voraus zu sein und unseren Kunden Lösungen zu bieten, die den Unterschied machen.“

Mit der Erweiterung des Maschinenparks und der Implementierung neuer Nachbearbeitungstechnologien positioniert sich Kit3D als Vorreiter im Bereich der Additiven Fertigung. „Unsere Kunden erwarten von uns nicht nur hochwertige Bauteile, sondern auch innovative Lösungen, die ihre Prozesse vereinfachen und ihre Produkte verbessern“, resümiert Kopp.

Fazit

Die Entscheidung für 4D_Additive von CT CoreTechnologie hat sich für Kit3D ausgezahlt. Die Software optimiert nicht nur die Datenaufbereitung, sondern trägt auch zur Qualitätssteigerung und Kostensenkung bei. Für Arthur Kopp und sein Team ist sie ein Schlüsselwerkzeug, um die Herausforderungen der additiven Fertigung zu meistern und den Kunden stets den bestmöglichen Mehrwert zu bieten.