1zu1: Winzige Bauteile für Kleinserien

Kleine, hochpräzise Bauteile in garantierter Qualität für Kleinserien: 1zu1 kombiniert dafür die innovative SLS-Technologie Fine-Detail-Resolution (FDR) und modernste Messtechnik mit Computertomographie. Für einen Auftraggeber aus der Elektronikindustrie produzierte das Hightech-Unternehmen in nur zwei Wochen 1.000 filigrane Bauteile.

Die Miniaturkomponente aus der Elektronikbranche zeigt die hohe Detailgenauigkeit von Selektivem Lasersintern in Fine-Detail-Resolution. (Bild: Darko Todorovic)

Die Miniaturkomponente aus der Elektronikbranche zeigt die hohe Detailgenauigkeit von Selektivem Lasersintern in Fine-Detail-Resolution. (Bild: Darko Todorovic)

Die Anfrage aus der Elektronikindustrie war in jeder Hinsicht eine Herausforderung: Ein Bauteil mit zehn Millimeter Länge, fünf Millimeter Breite, fünf Millimeter Höhe und dazu vier Kammern mit nur 0,4 Millimeter dünnen Wänden. Doch damit nicht genug: Schon nach einem Monat sollten 1.000 funktionsfähige Exemplare beim Kunden sein. Am Ende lagen zwischen der Anlieferung des Datensatzes, der Herstellung der Bauteile und dem Liefertermin gerade einmal 14 Tage.

Mittels Computertomographie kann 1zu1 erstmals das gesamte Volumen von 3D-Druck-Bauteilen in höchster Auflösung und mit Genauigkeiten von fünf Mikrometern prüfen. (Bild: Darko Todorovic)

Mittels Computertomographie kann 1zu1 erstmals das gesamte Volumen von 3D-Druck-Bauteilen in höchster Auflösung und mit Genauigkeiten von fünf Mikrometern prüfen. (Bild: Darko Todorovic)

Rasant, präzise und perfekt geprüft

Seit rund einem Jahr sammelt 1zu1 Erfahrung mit der SLS-Weltneuheit Fine-Detail-Resolution. Damit sind die Technikprofis von 1zu1 auch auf solche Anforderungen inzwischen bestens vorbereitet. Die temperaturbeständigen FDR-Bauteile aus Polyamid PA 11 sind dank des robusten Materials voll einsatzfähig. Bei Bedarf können sie zudem chemisch geglättet und eingefärbt werden – ganz ohne Einfluss auf die Maßhaltigkeit. „Wir stellen immer kleinere und präzisere Bauteile im 3D-Druck her“, schildert Geschäftsführer Wolfgang Humml. Gleichzeitig werden die Stückzahlen immer höher: „Kleinserien bis zu 1.000 Stück produzieren wir in wenigen Tagen.“ Für den Einsatz in der Praxis steigen dabei auch die Ansprüche an die Qualitätssicherung. Hier setzt das Dornbirner Hightech-Unternehmen auf die Messung mittels Computertomographie.

1zu1 hebt die Qualitätssicherung im 3D-Druck mit modernster Computertomographie-Messung auf ein neues Level. (Bild: Darko Todorovic)

1zu1 hebt die Qualitätssicherung im 3D-Druck mit modernster Computertomographie-Messung auf ein neues Level. (Bild: Darko Todorovic)

Garantierte Serienqualität

„Die Kombination von Fine-Detail-Resolution und CT-Messung ist ein Quantensprung für die Fertigung von hochpräzisen Kleinserien“, ist Wolfgang Humml überzeugt. „Bei minimalen Bauteilgrößen von fünf Millimetern, Wandstärken von gerade einmal 0,22 Millimetern und komplexen, innenliegenden Geometrien wie Kanälen oder Druckluftkammern sind Stabilität und Sicherheit für den Serienauftrag entscheidend.“ Für den Auftrag aus der Elektronikindustrie waren damit alle Voraussetzungen gegeben: „Das Design des Bauteils war bereits so weit wie möglich optimiert. Schon das erste Ergebnis war beeindruckend“, erzählt Innovationsmanager Markus Schrittwieser. Nun galt es, die Qualität des Bauteils in kurzer Zeit bis zum Serienanspruch zu steigern.

Die Auswertung des mittels SLS-FDR realisierten Bauteils erfolgt über Software und Farbvergleich. Je grüner, desto besser. (Bild: 1zu1)

Die Auswertung des mittels SLS-FDR realisierten Bauteils erfolgt über Software und Farbvergleich. Je grüner, desto besser. (Bild: 1zu1)

Exakte Prüfung

Dabei spielte die Messung mittels Computertomographie (CT) eine zentrale Rolle. Das innovative 3D-Messverfahren erlaubt erstmals eine vollständige, berührungs- und zerstörungsfreie digitale Aufnahme aller inneren und äußeren Strukturen der Bauteile. „Der Computertomograph erkennt alles, jede Unebenheit, jedes Staubkorn. Die Daten sind mehr als doppelt so exakt wie bei der bisherigen optischen Messung“, erklärt Messtechniker Marco Hermann. „Wir können sehr schnell prüfen und etwaige Abweichungen innerhalb des Baujobs sofort erkennen.“

Neben der geometrischen Prüfung wurden Materialeinschlüsse und Verunreinigungen in den Kammern sowie der Verzug und Schwund des Materials im Zuge der Herstellung kontrolliert. In enger Abstimmung mit dem Kunden lotete 1zu1 daraufhin die Optimierungspotenziale aus. Die Analyse floss direkt in den Fertigungsprozess ein. Nach weiteren zwei Iterationsschritten konnten Markus Schrittwieser und sein Team die idealen Parameter für den 3D-Druck eruieren und die Komponenten für die Serienfertigung optimieren. „Das Resultat sind scharfe Kanten und feine Oberflächen bis hinein in die Kammern“, erklärt Schrittwieser. Mit einer Reihe von Prüfberichten zu Bauteilen verschiedener Lose konnte 1zu1 dem Kunden auch die für den Serieneinsatz erforderliche Sicherheit bieten.

High Precision. Quick Solutions

„‚High Precision. Quick Solutions‘ – dafür stehen wir bei 1zu1. SLS-FDR und CT sind Meilensteine bei der Umsetzung dieses Versprechens“, ist Wolfgang Humml überzeugt. „Damit garantieren wir unseren Kunden bei der Serienfertigung Präzision und höchste Qualität und liefern den Nachweis gleich mit.“ Diese Sicherheit spart viel Zeit sowie externe Prüfungen und ermöglicht so einen lückenlosen Entwicklungsprozess vom Prototyp bis zum Serienprodukt.

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