Nachbearbeitung von MJF-Teilen: W-3D nutzt S1-Strahlanlagen von AM Solutions

Nach dem Strahlvorgang in der S1 sind die Teile perfekt gereinigt und oberflächenverdichtet, was ein nachfolgendes effizientes Glätten begünstigt.

„Wenn man nichts macht, dann passiert auch nichts!“ So fasst Bernd Weiskircher, Gründer und Geschäftsführer der W-3D GmbH in Sohland an der Spree (D), zusammen, warum seiner Meinung nach die Additive Fertigung in der Industrie eher schleppend vorankommt. Dass es auch anders geht, beweist er mit seinem Unternehmen, mit dem er seit 2023 3D-Druck-Dienstleistungen im MJF-Verfahren anbietet. Weiskircher ist ein „Macher“ durch und durch. „Wenn du willst, dass die Kunden auf dich aufmerksam werden, dann musst du etwas dafür tun. Zu warten, dass sie von selbst kommen, reicht da nicht aus“, verdeutlicht er. Durch konsequente Akquise und immer auf höchste Qualität bedacht hat er sich inzwischen einen Kundenstamm aufgebaut, für den er jeden Monat etwa 120 Baujobs auf den mittlerweile drei HP Multijet Fusion-Anlagen abwickelt.

„Wir haben Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen. Wir bewegen uns da von der Konsumgüterindustrie über den Reisemobilsektor bis in sensiblere Branchen wie der Medizintechnik und den Defense-Bereich. Wenn es um die Bauteilqualität geht, machen wir jedoch keine Unterschiede. Höchste Qualität ist unser täglicher Anspruch. Und dafür muss man die gesamte Prozesskette im Blick haben“, erklärt Weiskircher.

Die Bearbeitung in der S1 schließt mit einem Reinigungsvorgang ab, wodurch die Teile und der Arbeitskorb am Ende pulverfrei und sauber sind.

Bernd Weiskircher
Geschäftsführer der W-3D GmbH

„Es werden immer öfter geglättete Teile nachgefragt. Umso bedeutender ist für uns effizientes und wirtschaftliches Strahlen der von uns produzierten AM-Teile. Die S1-Anlagen von AM Solutions liefern perfekte Ergebnisse bei minimalem Ressourcenverbrauch. “

Breites Teilespektrum

Das Bauteilspektrum, das bei W-3D gefertigt wird, reicht von Einzelstücken bis zu Serienteilen mit mehreren Tausend Stück pro Jahr. Dabei handelt es sich sowohl um Großbauteile, bei denen ein einzelnes Teil den gesamten Bauraum einer MJF-Maschine füllt, als auch um Kleinstkomponenten mit filigranen Details. „Das Besondere an unserem Fertigungsspektrum ist, dass wir mit allen möglichen Bauteildimensionen und Detaillierungsgraden zurechtkommen müssen. Dafür benötigt man nicht nur in der Fertigung selbst stabile Prozesse, sondern auch in qualitätsrelevanten Prozessschritten wie dem Postprocessing“, geht der Geschäftsführer ins Detail. Jedes Teil, das aus dem MJF-Prozess kommt, muss zunächst von Restpulver befreit und je nach Anforderung oberflächenverdichtet und gefärbt werden. Das Entpulvern und Verdichten erfolgte bislang über Anlagen, die für den Prozess Glasperlen verwenden.

„Im Allgemeinen hat das Strahlen mit Glasperlen gut funktioniert, aber wir hatten für jeden Durchgang einen Zeitaufwand von 50 Minuten. Außerdem kann es passieren, dass die Glasperlen beim Strahlen irgendwann zerbrechen, was das Ergebnis natürlich verschlechtert. Außerdem kann es passieren, dass Glasperlen oder Teile davon in schmalen Öffnungen oder Spalten stecken bleiben. Beim anschließenden chemischen Glätten werden diese dann eingeschlossen, was das Gesamtergebnis beeinträchtigt“, verrät Weiskircher. Um dieses Problem zu lösen, suchte der Geschäftsführer nach einer ergänzenden Technologie und wurde bei AM Solutions, dem AM-Geschäftsbereich von Rösler, fündig.

Die Bearbeitung in der S1 schließt mit einem Reinigungsvorgang ab, wodurch die Teile und der Arbeitskorb am Ende pulverfrei und sauber sind.

Bessere Ergebnisse durch Polymerstrahlmittel

„Herr Weiskircher schilderte uns seine Schwierigkeiten mit den gebrochenen Glasperlen beim Strahlprozess und den langen Durchlaufzeiten und suchte speziell für die Anwendungsszenarien, in denen Serienteile gereinigt und geglättet werden müssen, eine Lösung, die klar definierte, gleichbleibend gute Ergebnisse liefert“, erinnert sich Tobias Schamberger, Head of Sales – AM Solutions – 3D post processing technology, und ergänzt: „Bei einem Besuch bei uns in Untermerzbach haben wir ihm die verschiedenen Möglichkeiten aus unserem Hause vorgestellt. Mit der neu aufgelegten Version unserer S1 konnten wir sämtliche Anforderungen erfüllen und an einem Testreinigungsjob die perfekten Finish-Ergebnisse demonstrieren.“

„Bei diesem Besuch konnte ich erleben, dass man mit der S1 ein absolut homogenes Reinigungs- und Oberflächenergebnis erzielen kann – was mich besonders beeindruckt hat, ist, dass die Maschine frei programmierbar ist und somit jeder Strahlvorgang in beliebige Bearbeitungsschritte unterteilt werden kann. Damit kann der Prozess auf die jeweilige Teilestruktur angepasst und auch als solcher abgespeichert werden. Wenn dann zu einem späteren Zeitpunkt ein Folgebaujob einer Serie gestrahlt werden muss, kann man einfach das zugehörige Strahlprogramm aufrufen und bekommt ein reproduzierbares gutes Strahlergebnis“, bestätigt Weiskircher.

Durch gute Schallisolierung und komfortable Bedienbarkeit der S1 wird auch dem Arbeitsschutz Rechnung getragen.

Tobias Schamberger
Head of Sales bei AM Solutions – 3D post processing technology

„Unternehmen wie W-3D zeigen eindrucksvoll, wie wichtig das Postprocessing in der additiven Serienfertigung ist. Sowohl für die Bauteilqualität als auch für die Wirtschaftlichkeit sind prozesssichere Lösungen unabdingbar.“

Ressourcenschonend und wirtschaftlich

Neben dem perfekten Strahlergebnis besticht die S1 noch mit zusätzlichen Features, die in Richtung Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit klare Zeichen setzen. „Das Polymer-Strahlmittel wird bei der S1 im Kreislauf geführt und verbraucht sich kaum. Lediglich geringe Verlustmengen, die beim Öffnen der Tür oder Ähnlichem verloren gehen, müssen von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden. Das ausgetragene Restpulver wird in einem Kanister gesammelt, der mit wenigen Handgriffen gewechselt werden kann“, beschreibt Schamberger die Vorzüge der Maschine. „Das ist auch ein Punkt, der mich sehr beeindruckt hat. Der Wechsel des Restpulverkanisters ist in zwei Minuten erledigt. Meine Mitarbeiter konnten es erst gar nicht glauben, bis sie bei der Inbetriebnahme bei uns vor Ort erlebt haben, wie schnell das wirklich geht. Bemerkenswert ist auch, dass die Teile und der Strahlkorb nach dem Strahlvorgang absolut sauber sind“, führt Weiskircher weiter aus.

Postprocessing mit Mehrwert

Im Jänner fiel bei W-3D die Entscheidung für zwei S1-Anlagen, seit Anfang März sind die beiden Anlagen in Sohland in Betrieb. Schnell zeigten sich weitere Vorteile der robusten Anlage. In der Regel schafft es eine S1-Anlage, den Strahlprozess in einem Viertel der Zeit abzuschließen. Bei einem konkreten Benchmark-Job konnte die Prozesszeit im Vergleich zu den bisher eingesetzten Anlagen von zuvor 52 Minuten für Entpulvern und Nachverdichten auf 13 Minuten und 31 Sekunden reduziert werden. Das bedeutet in der Folge einen wesentlich geringeren Stromverbrauch, weniger Prozessluftverbrauch und aufgrund der robusten und hochwertigen Ausführung eine wesentlich geringere Lärmbelästigung. „Bei den 120 Baujobs, die wir jeden Monat bewältigen, ist ein derartiger Unterschied in der Laufzeit ein absoluter Gamechanger. Rückstandsfrei saubere Teile mit einer besseren Oberflächenstruktur – und wir sprechen hier von einer Verbesserung von Ra7 auf Ra5 – bedeuten auch im nachfolgenden chemischen Glätten und Färben bessere Ergebnisse. Neben dem geringeren Verbrauch entfällt ein Glasperlenabfall von mehr als drei Tonnen pro Jahr und beim Lösemittel für das chemische Glätten bedeutet das eine Einsparung von 15 bis 20 Prozent“, fasst Weiskircher die wesentlichen Vorteile der neu eingeführten Systeme zusammen.

„Firmen wie W-3D zeigen eindrucksvoll, welchen Stellenwert das Postprocessing in der Additiven Fertigung hat. Auch und insbesondere auf der wirtschaftlichen Seite kann da viel Boden gutgemacht werden. Speziell bei hohen Durchsatzzahlen und wiederkehrenden Baujobs sind wir in der Lage, durch unsere frei programmierbare Steuerung optimale Strahlergebnisse bei minimalem Ressourcenaufwand zu erzielen. Unsere jahrzehntelange Kompetenz beim Strahlen bietet also auch für relativ junge Technologien wie die Additive Fertigung entscheidende Vorteile“, resümiert Schamberger und Weiskircher bemerkt abschließend: „Mir war nicht klar, dass im Postprocessing so viel Potenzial steckt. Die Maschinen von AM Solutions – 3D post processing technology stellen für uns einen wirklichen Mehrwert dar – sowohl technologisch, qualitativ als auch wirtschaftlich.“