„Den 3D-druck leben“
Dieser Aussage des 3D-druck-anwenders Franz Storm kann Markus Kaltenbrunner, Geschäftsführender Gesellschafter von Evo-tech, nur zustimmen. Auch in anderen Punkten ist der 3D-druckhersteller auf einer Wellenlänge mit seinen Anwendern.
Der Anwender Franz Storm fertigt beispielsweise Prototypen für Augenlasergeräte auf 3D-druckern
Kunden stellen immer höhere und differenziertere Anforderungen. Es gilt, auf Wünsche flexibel und immer schneller zu reagieren. Das spürt auch die Storm Gmbh, spezialisiert auf die Herstellung von Kunststoffteilen aus Polyurethan. Geschäftsführer Franz Storm erklärt: „Natürlich stellen die Produktionskosten einen wesentlichen Faktor dar. Wir überlegen uns im Vorfeld genau, welches Fertigungsverfahren am besten und wirtschaftlichsten eingesetzt werden kann“.
Dieses Denken führte bereits vor 13 Jahren zum Kauf des ersten 3D-druckers bei Storm, der anfangs zur Produktion von Urmodellen und Werkzeugen eingesetzt wurde. Mittlerweile stellt das Unternehmen auch komplizierte Anschauungs-, Funktions- und Prüfmodelle, Prototypen, Vorrichtungen und Lehren damit her.
Durchdachte Bauteilauslegung
Beispielsweise fertigte Storm Anfang August zwei Anschauungsmodelle eines Augenlasergerätes mit einer Grundfläche von einem mal 0,8 Metern. Der Kunde fragte die Modelle quasi für gestern an und so kam nur die Produktion mittels 3D-druck infrage. Das Cad-modell wurde unter Berücksichtigung der vorhandenen Bauraumgrößen, der beiden eingesetzten Evo-tech 3D-drucker EL-11 und EL-102, in mehrere Segmente aufgeteilt.
Die sich daraus ergebenden Einzelteile konnten je nach Größe gleichzeitig oder einzeln gedruckt werden. Bei der Aufteilung haben die Konstrukteure nicht nur auf die Größe der Teile, sondern auch auf die Bauteilausrichtung geachtet. Eines ihrer Ziele war auch, so wenig Stützmaterial wie notwendig zu verwenden.
Franz Storm erläutert: „Wir können bei uns im Unternehmen Teile relativ schnell zusammenkleben und haben dafür lieber kürzere Druckzeiten. Das bedeutet zwar etwas mehr Zeit für die Vorbereitung, aber die Ergebnisse sprechen für sich.“
Gefragt nach dem, was beim 3D-durck wirklich wichtig ist, erklärt Storm: „Ich muss überlegen, welche Anforderungen muss das Bauteil erfüllen soll und wie ich das Bauteil für den 3D-druck entsprechend anlege, damit es genau diese Anforderungen erfüllt. Das hat sehr viel mit bereits gesammelten Erfahrungen aus verschiedensten Anwendungen zu tun. Man muss sich mit der Konstruktion und den Möglichkeiten des 3D-drucks im Detail beschäftigen – man muss 3D-druck einfach leben“.
Um diesen Auftrag zu erfüllen und die zwei Anschauungsmodelle fertigzustellen, hat Franz Storm seine zwei 3D-drucker 14 Tage lang durchgängig drucken lassen.
Technologie allein ist nicht entscheidend
Markus Kaltenbrunner, Geschäftsführender Gesellschafter des 3D-druckherstellers Evo-tech pflichtet Storm bei: „Es ist nicht immer nur die Technologie entscheidend. Beim Einsatz eines 3D-druckers ist Anwendungs-, Konstruktions- und Technologieknow-how nötig. Viele unserer Anwender beschäftigen sich zum ersten Mal mit 3Ddruckern. Da entscheidet Betreuung, Beratung und Service.“Bei Evo-tech waren es
im letzten Jahr etwa 80 Prozent der Neukunden, die zum ersten Mal einen 3D-drucker gekauft haben.
Evo-tech entwickelt und produziert 3Ddrucker im eigenen Haus und steht als direkter Ansprechpartner für die Kunden zur Verfügung. Wert legt Geschäftsführer Kaltenbrunner auf ein bestmögliches Preis-leistungs-verhältnis. Auch Materialien werden im eigenen Haus entwickelt. Der Anwender profitiert besonders durch die Voreinstellungen der, auf die Materialien abgestimmten, Druckparameter – das spart viel Zeit und Nerven.
Dabei muss der Anwender nicht auf Offenheit verzichten: Auch die Verwendung von Materialien anderer Hersteller möglich. Das ist insbesondere bei Erstanwender wichtig, da diese durch ein offenes
System keinen Einschränkungen unterworfen sind. Denn Kaltenbrunners Erfahrung ist, dass Einsteiger oft noch nicht ganz realistisch abschätzen können, für welche Bereiche sie den 3D-drucker künftig einsetzen können.
Auf Erfahrung zurückgreifen
Ein weiterer Evo-tech-anwender ist PMT in Rahden. Das Unternehmen um Geschäftsführer Axel Meier entwickelt Konzepte und Lösungen für die Fertigung von Formteilen und entsprechender Baugruppen. Im Mittelpunkt steht die Beratung im Produktentstehungsprozess, die konstruktive Auslegung Optimierung und die Auswahl des besten Fertigungsverfahren und des geeignetsten Werkstoffs.
Beim 3D-druck einer Luftdüse aus dem Polymer PPS (Polyphenylensulfid) kam es bei PMT zu Problemen. Oberfläche und Druck waren in Ordnung, beim Härtetest stellte sich jedoch heraus, dass die Luftdüse bei einem Fall aus 20 Zentimetern bricht. Pmtkonstrukteur Norbert Hülshorst wandte sich an den Evo-tech-service. Die Anwendungs-techniker starteten Tests. Um eine bessere Verschmelzung der einzelnen Layer zu erhalten, wurde die Drucktemperatur angehoben, einige Druckparameter verändert und die Extrusionsbreite sowie der Infillgrad geändert.
Da sich der erhoffte Erfolg nicht einstellte, verglichen sie die Konstruktion mit einem ähnlichen Bauteil, das bereits erfolgreich für einen anderen Kunden gedruckt wurde. Kleine Änderung am Cad-modell, etwas dünnere Wände und eine etwas flexiblere Bauteilgestaltung, führten schließlich zum Ziel.
Neuer Drucker überzeugt bei Hausmesse
Auf die Evo-tech-hausmesse im September 2019 kamen mehr als 250 Besucher .Interessenten und Anwender konnten die Produktionshalle besichtigen und sich in Praxis-vorträgen über den 3D-druck informieren. Viele Anwender fragten nach Informationen und Erfahrungen zum seit September 2018 lieferbaren Modell EL-102. Mit dem großen Bauraum und einigen technischen Besonderheiten bietet der EL-102 ein optimales Preis-leistungsverhältnis für den industriellen Einsatz.
Beispielsweise lässt sich sein Bauraum auf bis zu 100° C aufheizen. Das ergibt eine deutlich verbesserte Schweißverbindung zwischen den einzelnen Layern und das Bauteil verzieht sich dadurch weniger. Besonders die ersten Lagen profitieren zusätzlich von einem auf bis zu 200° C aufheizbaren Vakuum-spanntisch. Durch das Beheizen reduziert sich der Temperaturunterschied zwischen Tisch, Umgebung und Bauteil. Der EL-102 verfügt zudem über zwei in einer Achse unabhängig verfahrbare Hochtemperaturdüsen. Mit ihnen lassen sich zwei identische Bauteile gleichzeitig drucken oder zwei verschiedene Materialien gleichzeitig verarbeiten. Zwei-komponenten-teile können zum Beispiel aus einem harten und einem weichen Werkstoff bestehen. Zudem ist es so möglich unterschiedliche Materialien als Bauwerkstoff und Supportmaterial zu nutzen.
Kurzfaserverstärktes Carbon
Auf der Hausmesse war auch das Interesse an einem neuen, von Evo-tech selbst entwickelten Werkstoff, groß: Einem besonders hoch belastbaren kurzfaserverstärkten Carbon-werkstoff. Geschäftsführer Kaltenbrunner führt aus: „Die aus PA-CF (Polyamid mit Carbonfaser) gedruckten Teile hielten in Tests wesentlich höheren Belastungen stand als Bauteile aus anderen Druckmaterialien. Es lassen sich, je nach Ausrichtung der Fasern zur Belastungsrichtung, Zugfestigkeiten erreichen, die nicht weit entfernt sind von spritzgegossenen Bauteilen. In der Praxis findet das neue Material bereits Anwendung beim Druck von belastbaren Maschinenteilen und Greifern.“