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3D-Druck in einer neuen Dimension

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Der 3D-Druck-Service von igus wird durch neue SLS-Drucker in China und den USA sowie einer neuen Online-Version des Service-Tools weiter ausgebaut.

Technologisch ausgereifte Hochleistungskunststoffe spielen im 3D-Druck ihre Vorteile aus, als Komponenten wie als Filament. Mit der Additiven Fertigung beim 3D-Druck und den neuartigen Hochleistungskunststoffen haben sich zwei moderne Technologien zusammengefunden.

Dieser Artikel ist im Zuge unseres November-Specials “Additive Fertigung” im MM Maschinenmarkt erscheinen. Hier können Sie die gesamt Ausgabe als ePaper lesen.

Schon heute finden sich laut igus in den meisten Bauplänen und Bausätzen von 3D-Druckern die bewährten schmier- und wartungsfreien Komponenten und Technologien von igus. Die tribologisch optimierten motion plastics tragen dazu bei, das Druckergebnis zu optimieren und gleichzeitig senken sie die Kosten. Zu den meist verwendeten Komponenten zählen drylin Linear- und Wellenführungen sowie ReadyChain-Energiekettensysteme. Das sind maßgeschneiderte, einbaufertige, weil vorkonfektionierte Lösungen mit hochflexiblen Leitungen.

Wartungsfreie Lösungen für kleinste Bauräume.

Bei den igus-Werkstoffen für Führungssysteme und Lager, wie sie in den drylin- oder igubal-Serien zum Einsatz kommen, sind Festschmierstoffe in Millionen kleiner Kammern homogen im Material verteilt und schmieren ihre unmittelbare Umgebung auf der Oberfläche, sobald Bewegung entsteht. Für Druckerkomponenten und Druckerzeugnisse besteht somit keine Verschmutzungsgefahr. Der Verzicht auf Kugellager und die optimale Abstimmung der Werkstoffe aufeinander sorgen für einen leisen Lauf und sanftes Gleiten.

Mehr Freiheit und Flexibilität im Design: Mit dem 2K-3D-Druck lassen sich verschiedene Materialeigenschaften einfach kombinieren.

Die igus-Produktpalette hat mit ihrer Vielzahl an Varianten und Größen Lösungen für schwierigste Anforderungen und kleinste Bauräume parat. So ist aus der drylin W-Baureihe im Lauf der Zeit ein ganzes Baukastensystem für Führungsschienen entstanden, aus dem Konstrukteure ihre Lösungen ganz nach den individuellen Anforderungen zusammenstellen können.

Die Belastungen auf einzelne Komponenten sind mitunter enorm. Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht die rauen Bedingungen, die in einem 3D-Drucker mitunter herrschen können. Bei einer laserbasierten Maschine, die Metallteile aus Titan, Stahl oder sogar Gold druckt, bildet ein Hochleistungslaser das Kernstück der Anlage. Er verschmilzt dünne Schichten feinsten Metallpulvers, bis eine dreidimensionale Geometrie entstanden ist. Die hierbei eingesetzten drylin-Führungsschienen müssen unter extremen Bedingungen einwandfrei funktionieren, das heißt bei Temperaturen bis zu 150 °C und in Anwesenheit feinster Staubpartikel. Tendenziell besteht in einem 3D-Drucker ein saures Milieu, weshalb hier herkömmliche Metallprodukte zur Korrosion neigen. Führungsschienen, Lager oder Buchsen aus iglidur-Werkstoffen sind selbst gegenüber extremeren PH-Werten unempfindlich und arbeiten zuverlässig.

Hochflexible Leitungen.

Energieketten von igus zeichnen sich durch ein geringes relatives Gewicht, hohe Dynamik und eine modulare Innenaufteilung aus. Ihr Aufbau sorgt für hohe Laufruhe und Stabilität. Da der Bauraum in einem 3D-Drucker oft auf ein Minimum beschränkt ist, sind Lösungen mit geringen Bauhöhen und für kleinste Biegeradien gefragt. Die neuartigen micro-e-ketten bieten alle Vorteile einer durchdachten Energieführung, aber eben auf kleinstem Raum und selbst für kürzeste Verfahrwege. Die Energiekette TriFlex TRL ist dagegen dreiachsig und trotz ihrer kleinen Teilung und ihres platzsparenden Einbaus leicht zu befüllen. Unter dem Markennamen chainflex entwickelt und produziert igus zudem Energieketten taugliche Leitungen, die den außerordentlichen Belastungen viele Millionen Bewegungszyklen standhalten. Die Produktfamilie besteht aktuell aus weit über 1.000 verschiedenen Leitungen. Ihre modernen Mantelstoffe lassen sich auf Umgebung und Anforderungsprofil exakt abstimmen, zudem verfügen alle chainflex-Leitungen über eine innovative Bündelverseilung, wie sie heute für den Einsatz in Energieketten den Goldstandard darstellt.

Schnelle Lieferung von Prototypen.

Die Additive Fertigung setzt in der Industrie neue Maßstäbe, was die Freiheit in der Konstruktion betrifft. Auch die Zeiträume bis zur jeweiligen Produktionsreife verkürzen sich drastisch. Um Prototypen und Teile ab Stückzahl 1 zu produzieren, entstehen keine hohen Werkzeugkosten mehr. Zudem muss kein überschüssiges Material abgetragen werden, was das 3D-Drucken insgesamt zu einer kostengünstigen Herstellungsmethode macht. Was die Formgebung betrifft, sind praktisch keine Grenzen gesetzt. Mit all diesen Vorzügen in puncto Konstruktion und Kundenvorteilen ist der 3D-Druck für igus gewissermaßen sein natürlicher Verbündeter.

Der 2-Komponenten-3D-Druck

Prototypen, Ersatzteile, Werkzeuge und Kleinserien: 3D-Drucker von igus fertigen Bauteile auch mit verschiedenen Filamenten. In diesem 2-Komponenten-3D-Druck sind verschiedene Materialeigenschaften einfach kombinierbar. So lassen sich etwa Komponenten im 3D-Druck herstellen, bei denen gleichzeitig eine besondere Steifigkeit wie auch eine hohe Verschleißfestigkeit gefordert sind. Dadurch erhalten Unternehmen mehr Freiheit und Flexibilität im Design. Beim so genannten Zwei-Komponenten-Druck (2K) lassen sich beispielsweise Tribo-Filamente mit kohlefaserverstärkten Filamenten kombinieren. Der Kunde erhält nicht nur ein besonders verschleißarmes, sondern auch ein äußerst belastbares Bauteil.

Aus geometrischer Sicht kaum Beschränkungen.

igus-AF-Experte Tom Krause: „Technologisch ausgereifte Hochleistungskunststoffe spielen im 3D-Druck ihre Vorteile aus.“

„Wir haben unseren 3D-Druckservice jetzt um sogenannte 2K-Drucker erweitert, die mit zwei unterschiedlichen Druckmaterialien arbeiten können und somit mehr Flexibilität in der Produktentwicklung ermöglichen“, so Tom Krause. Die 2K-Drucker arbeiten dabei mit dem FDM-Verfahren. Dabei fließen die beiden geschmolzenen Kunststoffe jeweils durch eine eigene Druckdüse. Die 2K-Drucker können beim Druck jederzeit zwischen den Materialien wechseln, sie verschmelzen an den Übergängen. „Es gibt aus geometrischer Sicht kaum Beschränkungen“, macht Krause weiter deutlich. „Die Materialien können sich umschließen, ineinander verschränken und schichtweise abwechseln.“ Ein Ausnahmefall ergibt sich lediglich, wenn sich die Schmelztemperaturen der Filamente stark unterscheiden und keine stoffliche Fusion möglich ist.

>> Interview mit Tom Krause: Das gesamte Interview können Sie hier lesen.

Einfach und schnell

Durch die Zusammenarbeit von Ultimaker und igus wird die Verarbeitung der iglidur Tribo-Filamente in den 3D-Druckern von Ultimaker erheblich erleichtert. Es sind weder fachmännisches Know-how noch Programmierkünste erforderlich, um schmierfreie, verschleißarme Komponenten herzustellen. Möglich machen das umfangreiche Materialtests und die Open Source-Software „Cura“.

Die kostenfreie Open Source-Software ermöglicht es Anwendern besonders einfach ihr individuelles Bauteil schnell herzustellen. In nur wenigen Minuten lässt sich ein 3D-Modell vorbereiten, nach Auswahl von Geschwindigkeit und Qualität beginnt direkt der Druck. Dank vorkonfigurierter Filament-Profile, die im Ultimaker Marketplace erhältlich sind, muss der Anwender für sein Druckmaterial keine spezifischen Parameter mehr eingeben, sondern erhält das beste Druckergebnis einfach auf Knopfdruck.

Bild: Igus

Für Kunden, die über keinen eigenen 3D-Drucker verfügen, bietet igus darüber hinaus einen 3D-Druckservice für Verschleißteile an, sowohl mit iglidur Tribo-Filamenten als auch mit eigenen Lasersinter-Materialien. Online können Kunden Ihre Daten hochladen, das Material wählen, Lebensdauer wie auch Preise berechnen und ihr individuelles Verschleißteil direkt bestellen.

 

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