Additive Fertigung von Bauteilen und im Formenbau

SEAM steht für Screw Extrusion Additiv Manufacturing. Das SEAM-System besteht aus einer extrusionsbasierten Plastifizier­einheit zur Verarbeitung von Kunststoff-Granulat, die mit einer bewegten Bauplattform kombiniert wurde. Die Bauplattform wird dabei über ein Hexapod – eine schwenk­bare 6-Achs-Parallelkinematik – bewegt, die sich durch eine hohe Dynamik und geringe bewegte Massen auszeichnet. Mit Austragsleistungen von bis zu 7 kg/h und Tischbewegungen von bis zu 1 m/s wurde ein ultraschneller 3D-Druckprozess zur Herstellung großformatigen Kunststoff-Strukturbauteilen generiert. Das Verfahren erlaubt die Verarbeitung von schwindungsarmen thermoplastischen Kunststoffen in günstiger Granulatform. Getestet wurden bereits verschiedenste Kunststoffe – von TPE, PP bis PA 6 mit 40% Kohlenstofffaseranteil. Das sind für die Industrie relevante Materialien mit hoher Steifig- und Festigkeit oder auch einer hohen Elastizität, die sich mit klassischen 3D-Druckern nicht verarbeiten lassen.

Neben den klassischen 2,5D-Druck bietet das System eine bis zu 45° schwenkbare Bauplattform, die einen 5-Achs 3D-Druck erlaubt. So ist beispielsweise das Bedrucken von gekrümmt Strukturen (vorgeformtes Organo- oder Metallblech) möglich.

Das SEAM-Verfahren erweitert die Möglichkeiten zur effizienten Herstellung von Kunststoffbauteilen in einem 3D-Druckverfahren deutlich. Aufgrund der geringen Materialkosten und der kurzen Herstellungszeiten können die Bauteilkosten um ein Vielfaches reduziert werden.

Kurz CV

Dr.-Ing. Martin Kausch ist Abteilungsleiter am Fraunhofer Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) und spezialisiert auf dem Gebiet der Faser-Kunststoff-Verbunde sowie der additiven Fertigung von Kunststoff- und Metallbauteilen. Nach seinem Maschinenbaustudium war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU-Chemnitz und promovierte 2012 zum Thema Leichtbaustrukturen hergestellt im SLM-Verfahren. Nach einer einjährigen Vertretung der Professur Kunststofftechnik an der Hochschule Zwickau arbeitet er seit 2013 am Fraunhofer IWU.

Für das größte 5D-Kino der Welt, wurde von unserem Kunden ein in den beweglichen Kinositzen integrierter Auslass für Düfte und Wassereffekte entwickelt. 1zu1Prototypen unterstützte den Kunden bei der Konstruktion und fertigte auch die Teile im Lasersinter Verfahren.

Die innenliegenden Kanäle sind gekrümmt. Ihr Durchmesser variiert zudem, um besondere Verwirbelungen der ausströmenden Luft zu erreichen. Am Ende wurde sogar noch ein Schnappmechanismus für die Montage integriert, damit am Stuhl keine Schrauben sichtbar sind. So etwas lässt sich nur additiv fertigen.

Verantwortlich für die eindrucksvolle Technik des 5D-Kinos ist der oberösterreichische Multimedia-Spezialist Kraftwerk Living Technologies. 

In enger Kooperation mit dem Kunden Christian Hofer realisierten 1zu1-Vertriebsleiter Thomas Kohler und sein Team schließlich das komplexe Bauteil und produzierten 1500 Stück davon in höchster Qualität.

Dieser spannende Showcase-Pitch verdeutlicht Ihnen die Vorteile von Additive Manufacturing (AM) in der Produktion von Kleinserien.

Bei igus sind mehrere Verfahren im Einsatz, seit Februar 2015 auch das ARBURG Kunststoff-Freiformen (AKF). Den größten Vorteil des freeformers sieht das Unternehmen darin, für Prototypen und Funktionsbauteile die eigenen Hochleistungskunststoffe verwenden zu können. Damit ist igus in der Lage, die Freiheit in der Konstruktion mit der Verschleißfestigkeit seiner tribologischen Werkstoffe zu kombinieren. Von den über 40 eigenen Materialien, die igus verwendet, sind drei speziell für die additive Fertigung ausgelegt, weitere sollen folgen.

Im Showcase-Pitch erfahren Sie, wie es mit dem freeformer prinzipiell möglich ist, die gleichen Kunststoffe zu verarbeiten wie beim Spritzgießen.