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Weltweit sind über 30.000 lineare Teilchenbeschleuniger (Linacs) für diverse Aufgaben im Einsatz. Zu den bekanntesten Einsatzgebieten zählen unter anderem Strahlentherapie, die medizinische Diagnostik und Herstellung von Radioisotopen für Therapie, die Lebensmittelsterilisation, die Durchleuchtungsprüfung von Bauteilen, Bauwerken und Hochseecontainern, das Strahlungshärten und Dotieren von Mikrochips, die Materialanalyse, die Reduktion von Schadstoffen (NOx) in Abgasen sowie Forschung, wie sie am Cern betrieben wird.
DyeMansion, Anbieter von Postprocessing Lösungen für den industriellen Polymer-3D-Druck, gibt den Start seines Black Diamond Finishing Hub bekannt. Dabei handelt es sich um eine globale, einfach zu bedienende Online-Plattform für industrielles Postprocessing als Dienstleistung. Sie nutzt die Technologie von DyeMansion für chemisches Glätten, Strahlen und Färben in Schwarz.
Der 3D-Druck ist perfekt für die Produktion von Kleinserien. Bei Kunststoffteilen gibt es aber einen großen Nachteil gegenüber traditionellen Herstellungsverfahren: Die Oberflächen sind meist grob. So hinterlassen Pulverbettschmelzverfahren wie SLS und MJF eine matte, würfelzuckerartige Oberfläche. Beim FDM wiederum zeigen sich deutliche Schichtlinien. Stehen optische Aspekte im Vordergrund, wählen Entwickler daher bislang noch meist andere Verfahren wie Spritzguss, maschinelle Bearbeitung oder Urethan-Gussteile.
Vom 7. bis 10. November 2023 wird die Fachmesse Formnext in Frankfurt am Main wieder zur internationalen Plattform für den 3D-Druck und bietet Zugang zu den neuesten AM-Lösungen. Als einer der weltweit führenden Experten für industrielle Postprocessing-Lösungen präsentiert AM Solutions – 3D post processing technology auf seinem Messestand D59 in Halle 12.0 innovative Anlagen, die zu einer deutlich höheren Automatisierung, einer signifikanten Verschlankung der Prozesskette und somit zu einer nachhaltigeren und wirtschaftlicheren Produktion beitragen.
DyeMansion, internationaler Anbieter von Postprocessing für den industriellen Kunststoff 3D-Druck, freut sich über das Ereignis: den Verkauf der 1.000. Maschine. Das Team feiert diesen bedeutenden Meilenstein und nutzt die Gelegenheit Einblicke in die Unternehmensentwicklung sowie Kunden zu teilen.
Pulver und Stäube bzw. deren Bekämpfung sind eng mit dem 3D-Druck verbunden, insbesondere bei Pulverbettverfahren sowohl im Bereich Kunststoff als auch bei Metallen. Doch nicht nur der Druck ist davon betroffen, auch im Postprocessing, der (mechanischen) Nacharbeit, ist eine Staubentwicklung kaum verhinderbar. Muss das so sein?
Der 3D-Druck hat sich in den letzten Jahren sukzessive in die industrielle Wahrnehmung voran gearbeitet und als Additive Fertigung Einzug in die Fertigungsstrategien verschiedenster Industrien gehalten. Im Bereich der Kunststoffe dominieren hier vor allem lichthärtende Prozesse (SLA, DLP) und pulverbasierte Verfahren (SLS, Multi-Jet Fusion). Beiden Technologien gemeinsam ist die Tatsache, dass der 3D-Druck selbst nur einen Teil der Prozesskette darstellt und zumeist ein intensiver Bauteilreinigungsprozess, auch Postprocessing genannt, nachgeschalten werden muss.
Mit gleich drei Innovationen reist AM Solutions dieses Jahr zur Formnext an. Die neue S1 Wet wurde für die Restpulverentfernung sowie das Homogenisieren und Glätten der Oberflächen metallischer 3D-Bauteile entwickelt. Mit der S2 stellen die Experten für automatisierte Nachbearbeitungslösungen die erste Strahlanlage für die Bearbeitung additiv gefertigter Komponenten aus Polymeren im getakteten Durchlauf vor. Für Aufsehen dürfte darüber hinaus die Konzeptlösung der innovativen C2 sorgen, die das chemische Glätten und Färben in einer Anlage möglich macht.
branchengeschehen
Moderne Fertigungsprozesse müssen in der Lage sein, auf aktuelle Gegebenheiten reagieren zu können: Sowohl auf kundenspezifische Anforderungen als auch auf die Weiterentwicklung der technischen Möglichkeiten. Dabei ist es immer wieder notwendig, manuelle Abläufe zu vereinfachen oder maschinell zu unterstützen. Aus diesem Grund investierte Toolcraft kürzlich in eine Anlage zum Polieren von Bauteilen aus Metall.
Ist der komplett stützstrukturfreie 3D-Druck, trotz aller damit verbundenen notwendigen Kompromisse, die einzige mögliche Zukunft für komplexere metallische AM-Bauteile? Oder gibt es eine Möglichkeit, Stützen aus Innenräumen und Kanälen sicher zu entfernen? Mechanische Methoden greifen hier nicht, die Lösung liegt in einem chemisch-elektrochemischen Ansatz. Von Wolfgang Hansal, Rena Technologies Austria
Die Entwicklung im 3D-Druck schreitet unaufhaltsam voran. Das Vorarlberger Hightech-Unternehmen 1zu1 ist vorne mit dabei und testet seit einem Jahr als Pilotkunde die neue EOS P 500. Die Kunststoff-Lasersinter-Anlage ermöglicht einen Durchsatz, der schon verdächtig nahe an Spritzguss-Dimensionen heranreicht. Auch die Maßhaltigkeit ist deutlich höher als bei bisherigen Anlagen: Über den gesamten Bauraum verteilt kommt es nur noch zu kleinen Abweichungen. Darüber hinaus können die Bauteile bei 1zu1 jetzt nach dem Druck chemisch geglättet werden. Hinsichtlich Gleiteigenschaften, Optik und Haptik ein weiterer wesentlicher Fortschritt.
Am 24. März stellen die Postprocessing-Pioniere neben einer neuen Generation ihrer klassischen Powershot C & S-Modelle die völlig neue Powershot Performance Serie vor. Die Powershot Performance Serie ist für Anwender der industriellen Additiven Fertigung konzipiert, zielt auf Serienanwendungen ab und wird mit ausgewählten Pilotkunden ausgerollt.
Nachbearbeitungstechnologien ergänzen den industriellen 3D-Druck: Der 3D-Druck ist in der Industrie angekommen. Je nach Projektdefinition punkten die werkzeuglosen Verfahren durch eine deutlich verkürzte Herstellungsdauer, erlauben durch die Designfreiheit die Erfindung neuer Produkte, ermöglichen konsequenten Leichtbau sowie Massenindividualisierung und minimieren durch schnell und einfach durchführbare Designiterationen das Kostenrisiko. Mit modernen Nachbearbeitungsmethoden lässt sich die Bauteilqualität nach dem Bauprozess nochmals verbessern – und durch klug eingesetzte Nachbearbeitungsverfahren kann sogar bei den Fertigungskosten gespart werden. Was professionelle Nachbearbeitung in der Additiven Fertigung bedeutet, zeigt das Beispiel des weltweit agierenden Spezialfertigers FIT AG im oberpfälzischen Lupburg.
Bei der Industrialisierung des metallischen 3D-Drucks ist das Post-Processing nach wie vor eine der größten Herausforderungen. Die derzeit zumeist eingesetzten, manuellen mechanischen Methoden sind hinsichtlich Qualitätssicherung und Skalierbarkeit nicht großserientauglich, Hinterschnitte komplexer Bauteile oder Innenräume können nur durch nasschemische-elektrochemische Verfahren behandelt werden. Ausgehend von einem CAD File wird bei der Transformation in ein Druckfile das Post-Processing nur in den seltensten Fällen berücksichtigt. Von W. Hansal und M. Pfaffenender-Kmen
... beim automatisierten Entpulvern und Reinigen von AM-Kunststoffteilen: Es sind nicht nur Ausstattungsdetails wie der schwenkbare Drehkorb für ergonomisches und verschmutzungsfreies Be- und Entladen, Schwenkdüsen, die eine Rekontamination verhindern oder auch die atexkonforme Ausrüstung, mit denen die neue Generation der S1 von AM Solutions – 3D post processing technology neue Maßstäbe beim Entpulvern und Reinigen von additiv gefertigten Kunststoffkomponenten setzt. Auch die schonende und gleichzeitig effektive Bearbeitung, die zuverlässige Strahlmittelaufbereitung sowie der einfache Wechsel zwischen automatischem und manuellem Betrieb sorgen im industriellen Einsatz für höchst effizientes und prozesssicheres Arbeiten bei gleichbleibend hoher Qualität.
anwenderreportage
Mit der Investition in das innovative Trockenpolierverfahren DryLyte baut das auf Dentalprodukte und Dienstleistungen spezialisierte Fräszentrum Teamziereis GmbH sein Angebotsspektrum weiter aus. Die DLyte 10D-Anlage ermöglicht das automatisierte Polieren von additiv sowie in Hybridtechnik hergestellten Klammermodellgüssen, Kronen und Komponenten für die kieferorthopädische Versorgung mit reproduzierbaren Ergebnissen.
Rena übernimmt erfolgreiche Hirtisation®-Technologiesparte von der Hirtenberger Group: Der Hersteller von Produktionsanlagen für die nasschemische Oberflächenbehandlung aus Gütenbach in Deutschland übernahm mit Wirkung zum 27. Juli 2020 das bisherige Unternehmen Hirtenberger Engineered Surfaces (HES) und begründet damit das neue Marktsegment Rena Additive Manufacturing (AM). Gemeinsam mit dem bestehenden Team werden das ausgezeichnete Prozess-Know-how und die führende Technologie Hirtisieren® in die Rena Unternehmensstruktur als global aufgestelltes Unternehmen eingebettet.
Additive Manufacturing ermöglicht die Integration konturnaher Kühlkanäle in Bauteilen. Für die automatisierte Nachbearbeitung (Entfernung von Restpulver und Glätten) der Innenflächen dieser Kanäle führten die Fachbereiche Maschinenbau und Chemische Verfahrenstechnik des Politecnico Milano zusammen mit Rösler Italiana S.r.l. eine Untersuchung mit den Verfahren Gleitschleifen, Sandstrahlen sowie chemisch unterstütztes Gleitschleifen durch. Die Studienergebnisse zeigen, dass mit allen drei Verfahren eine deutliche Verbesserung der Oberflächenqualität erzielt wird.
Aus materialwissenschaftlicher Sicht ist der einfachste Weg nicht immer der richtige: Mit zunehmender Anzahl an 3D-gedruckten Metallbauteilen nimmt der Zeit- und Kostendruck, der auf den Produzenten AM-gefertigter Bauteile lastet, rasch zu. Oftmals wird über angepasstes Design und geeignete Positionierung der Bauteile auf der Bauplatte versucht, die Menge an notwendigen Stützstrukturen zu reduzieren. Bei den bereits in der Serienfertigung umgesetzten Entwicklungsergebnissen in diese Richtung stellte sich auch heraus, dass oft stützstrukturarme Positionierungen nicht gleichbedeutend der kostengeringsten Variante sind. W.E.G. Hansal, E. Babka
Der Weg der Additiven Fertigung metallischer Bauteile in die industrielle Fertigung wurde nach vielen Jahren der Forschung und auch einigen Rückschlägen begangen. Damit verbunden ist die Umstellung der Fertigung von Manufaktur-ähnlichen Strukturen auf geschlossene, automatisierte Prozessketten. Lag der Schwerpunkt der Abstimmungen in den letzten Jahren vor allem bei den Themen Material und Druckprozess, so wird mit steigender Zahl zu produzierender Teile klar, dass mehrere Schritte zwingend in die automatisierte Prozesskette integriert werden müssen. Dies betrifft vorgelagerte Schritte, beginnend vom Design und erstreckt sich über sämtliche nachgelagerte Schritte des Post-Processing. Von Dr. Wolfgang E.G. Hansal, Hirtenberger Engineered Surfaces
Mechanische und chemische Behandlung der Oberfläche im Vergleich: Mit der stetigen Weiterentwicklung der Additiven Fertigung und ihren Einsatzfeldern steigen die Anforderungen an die Bauteile. Produkte, die heute mit Powder Bed Fusion Technologien wie Selektivem Lasersintering (SLS) oder Multi Jet Fusion (MJF) hergestellt werden, müssen nicht nur ästhetische, sondern auch funktionale Anforderungen erfüllen. Diese Anforderungen können je nach Produkt, Industrie und Einsatzzweck sehr unterschiedlich ausfallen. DyeMansion bietet mit ihrem Print-to-Product Workflow solide Lösungen für die unterschiedlichen Anforderungen.
Wenn man es genau betrachtet, hat die Additive Fertigung viel mit Bergsteigen gemeinsam. Es ist herausfordernd, benötigt gründliche Vorbereitung und viel Erfahrung, wenn man einen hohen Gipfel bezwingen will. Aber es lohnt sich. Genau das Gleiche gilt, wenn man wegweisende, innovative Teile mithilfe Additiver Fertigung produzieren will.
Automatisierte Nachbearbeitung als Voraussetzung einer industriellen Serienproduktion im metallischen 3D-Druck Die Additive Fertigung metallischer Bauteile konnte in den letzten Jahren ihr Potential eindrucksvoll beweisen. Von der Fertigung von Prototypen bis zum 3D-Druck von Ersatzteilen finden sich weitverbreitet Anwendungen in allen industriellen Bereichen. Nun steht der nächste logische Entwicklungsschritt an, der Übergang von einer Einzelteilfertigung hin zur Serienfertigung. Bis es allerdings soweit ist, dass große Mengen an Teilen reproduzierbar und den Ansprüchen der modernen Qualitätssicherung genügend hergestellt werden können, bedarf es weitere Abstimmungen und der Automatisierung der wesentlichen Produktionsschritte. Einen entscheidenden Anteil hat dabei das Postprocessing. Von Wolfgang E.G. Hansal, Hirtenberger Engineered Surfaces
Hirtenberger Engineered Surfaces ist Mitglied der Hirtenberger Gruppe und technischer Partner für innovative funktionelle Metalloberflächen. Im Bereich des 3D-Drucks steht die Oberfläche der gedruckten Bauteile im Fokus.