HMI-Bauteile aus dem 3D-Drucker
Individuell angepasst
Viele Fertigungsschritte in der Produktion sind teilweise oder komplett automatisiert. In diesem schnelllebigen Bereich sind moderne, anpassungsfähige Maschinen und Anlagen unentbehrlich geworden. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich einfach, flexibel und kostengünstig Veränderungen durchführen. Hier sorgt das Verfahren des selektiven Lasersinterns für eine sehr flexible Anpassungsmöglichkeit der Bauteilformen.
Bild: Formlabs GmbHDie Bezeichnung Made in Germany hat sich als Qualitätsmerkmal etabliert. Nicht umsonst zählt Deutschland zu den Top-Exporteuren weltweit.
Bild: Formlabs GmbH
Bild: Formlabs GmbH
Doch Anlagen und Systeme entwickeln sich ständig weiter. Ein gutes Steuerungssystem zeichnet sich z.B. dadurch aus, dass es ein geringes Gewicht hat, flexibel und funktionell ist und sich fortlaufend an die Software anschließt. In der Praxis bedeutet letzteres, dass Tasten, Konsolen, Gehäuse- und Bauteile den individuellen Steuerungslösungen angepasst werden müssen.
Bild: Formlabs GmbH3D-Druck in der Produktion
Die schnelle Fluktuation bei der Nachfrage nach verschiedenen Produktversionen kann sehr herausfordernd für Unternehmen sein. Einige Produktanpassungen und somit die Produktion erfordern Spezialwerkzeug. Das bereits vorhandene Werkzeug findet dann keine Anwendung mehr und muss ausgetauscht werden. Neues Spezialwerkzeug zu bestellen, dauert jedoch. Auch die Kosten der Produktion steigen dadurch. Mit den traditionellen Fertigungsverfahren wird die Produktanpassung also häufig langsam und teuer.
Der Einsatz eines SLS-3D-Druckers in der Fertigung von häufig anzupassenden Bauteilen und kleineren Serien ist deshalb sinnvoll. Das 3D-Druckverfahren ist ein additives Fertigungsverfahren. Das selektive Lasersintern (SLS) gehört zum Bereich des Laserschmelzens und ist eine der verlässlichsten 3D-Druck-Techniken im Bereich der additiven Fertigung mit Kunststoffen. Mit CAD-Daten als Vorgabe, schmilzt der Laser ein pulverisiertes Kunststoffmaterial exakt an den vordefinierten Punkten im SLS-3D-Drucker. Nach dem Schmelzvorgang senkt sich die Bauplattform und eine neue Pulverschicht wird hinzugefügt. Der Prozess wiederholt sich so lange, bis das Bauteil Schicht für Schicht fertiggestellt ist.
In einem CAD-Programm designt, können hier einfach und flexibel Veränderungen vorgenommen werden. Die digitalen Modelle helfen bei der präzisen Druckplanung. Die CAD-Daten können nach einer Umwandlung in die Druckdatei direkt an den 3D-Drucker weitergeleitet werden. Der 3D-Drucker stellt das Produkt dann direkt vor Ort her. Fertigungsmethoden wie CNC-Fräsen, Drehen oder die allgemeine Spanbearbeitung fallen weg.
In dem SLS-3D-Drucker wird Nylon-Pulver verarbeitet. Das Pulver ist sehr stabil, beständig und produktionsfertig. Durch den Einsatz von 3D-Druckern können die Prototypen und Endverbrauchsteile also direkt gedruckt und weiterverarbeitet werden. Das verkürzt auch die Markteinführungszeit. Mit dem 3D-Druck lassen sich neben Prototypen und Endverbrauchsteilen auch günstige und maßgefertigte Werkzeuge herstellen.
Individuelle Anpassung
Der Hersteller von Steuerungslösungen IBL Hydronic aus Lengenfeld in Sachsen ist mit den herkömmlichen Produktionsverfahren an gestalterische und konstruktive Grenzen gestoßen. Seit 2019 arbeitet das Team daher mit einem SLS-3D-Drucker.
Bei der additiven Fertigung mit dem SLS-Druckverfahren fallen Stützstrukturen weg und Formen können noch flexibler angepasst werden. IBL Hydronic entwickelt bereits Produkte aus den Bereichen Hydraulik und Elektronik, wie z.B. Steuerblöcke inklusive fortgeschrittener Bedienoberfläche, mit Hilfe des 3D-Druckers. In nur einem Monat hat das Unternehmen eine individuell auf die Maschinen abgestimmte Bedienkonsole entwickelt und seinem Kunden vorgestellt. Bei diesem Projekt war es eine besondere Herausforderung den Gehäuseteilen eine besondere Textuierung - eine Lederoptik - zu geben. Die Teile wurden mit der SLS-3D-Drucktechnik gedruckt und zusammengesetzt. Einige Teile haben anschließend mittels Färbebad eine spezielle Farbkennung bekommen.
Die Bedienung des 3D-Druckers ist einfach, daher können ihn viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bedienen. Das beschleunigt die Anpassung von Steuergeräten. IBL Hydronic nutzt die additive Fertigung für Steuerungssysteme für mobile Arbeitsmaschinen. Bei Kunden aus diesen Bereichen kommen selten Standardbauteile zum Einsatz. Die meist spezifischen Anfragen kann IBL Hydronic jetzt mit dem 3D-Drucker individuell konzipieren und umsetzen.
Damit moderne Software bestmöglich genutzt werden kann, ist es wichtig, dass es eine leicht bedienbare Schnittstelle gibt. Dabei ist der unterschiedliche Einsatzbereich jedes Steuerungssystems zu bedenken. Eine praktikable Bedienoberfläche ist nicht wegzudenken, ebenso wenig die Individualisierung. Um neuen Nutzerbedingungen oder Produkteinführungen nachgehen zu können, muss ein Unternehmen die Hardware flexibel anpassen können. Hierfür ist der 3D-Drucker sehr gut geeignet. Lediglich die CAD-Datei wird angepasst und schon kann das neue Teil produziert werden. Das ermöglicht hohe Flexibilität bei totaler Kostenkontrolle.
Viele Fertigungsschritte in der Produktion sind teilweise oder komplett automatisiert. In diesem schnelllebigen Bereich sind moderne, anpassungsfähige Maschinen und Anlagen unentbehrlich geworden. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich einfach, flexibel und kostengünstig Veränderungen durchführen. Hier sorgt das Verfahren des selektiven Lasersinterns für eine sehr flexible Anpassungsmöglichkeit der Bauteilformen.
Bild: Formlabs GmbHDie Bezeichnung Made in Germany hat sich als Qualitätsmerkmal etabliert. Nicht umsonst zählt Deutschland zu den Top-Exporteuren weltweit.Bild: Formlabs GmbHBild: Formlabs GmbH
Doch Anlagen und Systeme entwickeln sich ständig weiter. Ein gutes Steuerungssystem zeichnet sich z.B. dadurch aus, dass es ein geringes Gewicht hat, flexibel und funktionell ist und sich fortlaufend an die Software anschließt. In der Praxis bedeutet letzteres, dass Tasten, Konsolen, Gehäuse- und Bauteile den individuellen Steuerungslösungen angepasst werden müssen.
formlabs GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 13 (Dezember) 2022 - 06.12.22.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
