In den letzten Jahren hat sich das 3D-Druck-Ökosystem stark ausgebildet, mit zahlreichen Anbietern, die sich auf die Entwicklung von Geräten, Materialien und 3D-Druck-Dienstleistungen spezialisiert haben. Trotz der Herausforderungen durch mehrere Krisen blickt die Branche weiterhin optimistisch in die Zukunft. Um langfristig global wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen die Anbieter jedoch ihre Agilität unter Beweis stellen, neue Applikationen finden, in denen die additive Fertigung echte Mehrwerte bietet, und dabei natürlich auch die Kosten im Blick behalten.
Service druckt mehr als 300.000 Bauteile pro Jahr
Neue Applikationen finden, sich technologisch weiterentwickeln und gleichzeitig Kosten senken: Wie dieser Anforderungsspagat gelingt, zeigt Igus. Das Unternehmen hat sich seit 1964 auf die Entwicklung und Herstellung von Kunststoffteilen spezialisiert und dabei traditionell das Spritzgussverfahren genutzt. In den letzten Jahren wurde jedoch auch vermehrt der industrielle 3D-Druck in die Produktion integriert.
Über einen 3D-Druck-Service können Kunden innerhalb von drei Tagen Sonderteile aus Hochleistungskunststoff fertigen lassen, indem sie einfach ein CAD-Modell ihres Bauteils online hochladen. Das Onlinetool zeigt die Fertigungsmöglichkeiten sowie passende Materialien an. Außerdem gibt es Auskunft über die Kosten, Machbarkeit, Lieferzeit und sogar die Lebensdauer. Die Daten für den Lebensdauerrechner basieren auf den ausführlichen Testreihen im hauseigenen 4.000m² großen Prüflabor in Köln. Warum Unternehmen mit Connected Engineering schneller, sicherer und wettbewerbsfähiger werden ‣ weiterlesen
Von Insellösungen zum vernetzten Engineering-Ökosystem
Der 3D-Druck-Service von Igus produziere derzeit mehr als 300.000 Bauteile pro Jahr. Dazu gehören unter anderem Zahnräder für Feuerwehrlöschfahrzeuge, filigrane Komponenten für medizinische Geräte oder maßgeschneiderte Fingergelenke für Hand-Exoskelette. Im Vergleich zur klassischen Spritzgusstechnologie, die bei der Herstellung von Unikaten und Kleinserien häufig hohe Werkzeugkosten und zeitaufwendige Prozesse mit sich bringt, ermöglicht der 3D-Druck die schnelle und kosteneffiziente Produktion komplexer Geometrien bereits ab Stückzahl 1.
Flexibilität sichergestellt
Der 3D-Druck-Service von Igus nutzt drei verschiedene Verfahren: FDM, SLS und DLP. Beim Fused Deposition Modeling (FDM) werden durch Düsen bis zu vier verschiedene schmelzfähige Kunststoffe schichtweise aufgetragen. Beim Selective Laser Sintering (SLS) tragen die 3D-Drucker mit einem Rakel Kunststoffpulver schichtweise auf eine Bauplattform auf, um es mit einem Laser punktuell dort aufzuschmelzen, wo das Bauteil entstehen soll. Dieser Prozess ist so präzise, dass sich sogar Wandstärken von nur 0,7mm realisieren lassen. Beim Digital Light Processing (DLP) hingegen härten die 3D-Drucker Schichten von Kunstharz in einem Becken mit UV-Licht aus. Dieses vergleichsweise neue Verfahren erreicht eine Druckauflösung von 35µm (0,035mm) und eignet sich besonders für kleine Zahnräder und Sonderbauteile, die filigrane Aussparungen, innere Kanäle oder feinste Bohrungen benötigen. „Diese Vielfalt an Verfahren stellt sicher, dass wir flexibel auf die spezifischen Bedürfnisse unserer weltweiten Kunden eingehen können“, hebt Jonas Burk, Leiter Geschäftsbereich Additive Fertigung bei Igus, hervor.
Langlebige Materialien
Das Besondere am 3D-Druck-Service von Igus sind allerdings nicht die Drucker selbst, sondern die speziell entwickelten Druckmaterialien für die Industrie, in die das Unternehmen kontinuierlich investiert. Die Kölner Kunststoffspezialisten haben in den letzten Jahren diverse thermoplastische Filamente entwickelt, die industrielle Anforderungen wie Temperaturbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Lebensmittelverträglichkeit erfüllen. „Unsere Filamente, Pulver und Kunstharze sind weltweit einzigartig, da sie gezielt entwickelt wurden, um Reibung und Verschleiß in industriellen Anwendungen zu reduzieren“, erläutert Burk und ergänzt, „Sie bieten Schmier- und Wartungsfreiheit durch integrierte Festschmierstoffe, eine erheblich höhere Lebensdauer als herkömmliche Kunststoffe wie POM, ABS oder Nylon und erreichen eine vergleichbare Robustheit wie Bauteile aus dem Spritzguss.“ Kunden können dadurch mit einer bis zu 50-mal längeren Lebensdauer als bei herkömmlichen Materialien rechnen.
Auch an neuartigen Druckmaterialien für den vergleichsweise jungen DLP-Markt forscht Igus. Zu den neuesten Innovationen zählt iglidur i3000, das erste 3D-Druck-Resin speziell für den DLP-Druck von Verschleißteilen. „Dieses Material ermöglicht die additive Fertigung besonders kleiner und präziser Bauteile mit einer bis zu 60-fach höheren Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen 3D-Druck-Harzen“, so Burk.
Gleitlager für das Industrie-4.0-Zeitalter
Igus verfolgt zudem das Ziel, die Megatrends Industrie 4.0 und 3D-Druck zu verknüpfen. Ein Beispiel hierfür ist die Transformation klassischer Kunststoffgleitlager in sogenannte Smart Plastics. Diese Lager sind mit integrierten und vernetzten Sensoren ausgestattet, die den Verschleißgrad kontinuierlich messen. Dadurch können Anwender rechtzeitig handeln und Lager austauschen, bevor es zu einem Ausfall kommt. Der 3D-Druck ermöglicht es die Sensoren kostengünstig in die Lager zu integrieren. „Mit einem Multimaterialdruck lassen sich die Sensoren durch den Einsatz von elektrisch leitfähigen Filamenten direkt in das Lager einbringen“, erklärt Burk. „Durch die additiven Fertigung wird es möglich, auch kleine und preiswerte Komponenten wie Gleitlager in das Industrie-4.0-Zeitalter zu überführen.“
