Die Additive Fertigung bietet enorme Vorteile. Den Einsatz des 3D-Druckverfahrens begleitet
Hilger u. Kern Industrietechnik mit individueller Projektberatung – für die schnelle Herstellung
von Bauteilen mit komplexen Strukturen in kleinen Stückzahlen.
Die Produktion von Bauteilen im Sondermaschinenbau steht oft vor besonderen Herausforderungen: In einem kurzen Zeitfenster werden sehr komplexe Zeichnungsteile benötigt. Besondere Potenziale für die Problemlösung im Maschinenbau bietet die Additive Fertigung. Die 3D-Drucktechnik entwickelt sich dabei immer weiter: Die Herstellung von Bauteilen ist inzwischen nicht nur aus Kunststoff möglich, sondern kann aus unterschiedlichen Metallen wie Aluminium, Edelstahl und Titan bestehen – bis zu einer Größe von 110 x 110 x 110 mm. Die Beratung und individuelle Projektbegleitung sind dabei entscheidend, denn die Anforderungen in einzelnen Branchen sind sehr unterschiedlich. Für die Spezialisten von Hilger u. Kern Industrietechnik steht deshalb das Gespräch mit dem Kunden an erster Stelle, wie mit einem Unternehmen der Luftfahrtindustrie. Der besondere Bedarf der Luftfahrtindustrie liegt typischerweise im Einsatz von leichten Komponenten mit sehr komplexen Strukturen. Aber auch zeitkritische Vorgaben kommen vor, z.B. als bei der Revision einer Produktionsanlage ein Ersatzteil benötigt wurde. Für die Fertigung und Lieferung des Ersatzteils der Sondermaschine war ein sehr kurzes Zeitfenster vorgegeben.
Effiziente Ergänzung: Additive Fertigung mit klassischen Verfahren
Spezielle Strukturen, sehr schnelle Verfügbarkeit und kleine Stückzahlen: Unter diesen Bedingungen zeigt die Additive Fertigung ihre Möglichkeiten. Der schichtweise Aufbau des Bauteils mittels der 3D-Drucktechnik erlaubt eine nahezu grenzenlose Geometriefreiheit – damit ist die Entwicklung auch sehr komplexer, individuell angepasster Strukturen möglich.
In der Kombination von Additiver Fertigung und herkömmlicher Metallbearbeitung liegt eine effiziente Erweiterung. „Die klassischen spanenden Verfahren des Drehens, Schleifens oder Verzahnens können an relevanten Stellen ergänzt werden, um die Oberfläche des 3D-Drucks zu überarbeiteten“, erläutert Christian Engelhorn, Leiter der Industrietechnik bei Hilger u. Kern.
Prototypen und Muster im 3D-Druckverfahren sind innerhalb weniger Tage verfügbar. Im Gegensatz zum klassischen Verfahren, bei dem mit der erforderlichen Herstellung von Sonderwerkzeugen – wie bei speziellen Verzahnungen in der Lückenbreite und -tiefe – die Lieferzeit bis zu 14 Wochen und länger betragen kann.
Individuelle Begleitung in zeitkritischen Projekten
So konnte Hilger u. Kern Industrietechnik dem Unternehmen der Luftfahrtindustrie bei einer Schrägverzahnung mit Sonderlücke bereits nach 72 Stunden das erste Muster zum Start der Funktionstests zur Verfügung stellen.
Weitere Herausforderungen, die mit der Additiven Fertigung gelöst werden konnten, ergaben sich während des Beratungsprozesses. Wenn mehrere Bauteile in den Bauraum passen müssen, ermöglicht das 3D-Druckverfahren die Herstellung verschiedener Bauteile in einem Prozessdurchlauf. So war die Optimierung eines Bauteils möglich, das mit Kühlwasser durchströmt wird. Anstelle von 90°-Bohrungen wurden die Kanäle im 3D-Druck bogenförmig ausgeführt. Dadurch konnte der Strömungswiderstand deutlich reduziert werden. Zusätzlich wurde das thermische Verhalten verbessert. Denn im 3D-Druck kann das Gewicht der typischen Stützstrukturen an geeigneten Stellen reduziert oder erhöht werden.
Die Lösung aus einer Hand war – neben der schnellen Fertigung – entscheidend für den reibungslosen Austausch in der Produktionsanlage: „Hilger u. Kern Industrietechnik konnte vom 3D-Laserdruck bis zur klassischen spanenden Nachbearbeitung den gesamten Prozess umsetzen, und zusätzlich bei der Integration mehrerer Teile in eine Gesamteinheit beraten“, fasst Christian Engelhorn zusammen.
Vorteile Additive Fertigung:
- Schnelle Entwicklung
- Fertigung ohne Sonderwerkzeug
- Sehr kurze Lieferzeit von 72 Stunden
- Hohe Geometriefreiheit: komplexe und spezielle Strukturen
- Herstellung aus Metallen wie Edelstahl, Titan oder Aluminium
- Aktuelle Größenordnung bis zu 110 x 110 x 110 mm
- Ergänzungen und Nachbearbeitung mit klassischen Verfahren
- Geringerer Materialverbrauch im Vergleich zu konventionellen Verfahren
- Sehr geringe Bauteiltoleranz von ± 0,3mm
- CAD-Konstruktionszeichnung als Druckvorlage
- Ideal für kleine Stückzahlen wie Prototypen und Muster
