Finishing-Systeme für additiv gefertigte Bauteile füllen die Lücke zwischen dem 3D-Prozess und dem Einsatz der Bauteile.

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Anlagen für die Additive Fertigung

Additive Fertigung

Im 3D-Dampfbad

Zahlreiche technische Anforderungen an Schmelzekühler lassen sich mit konventionellen Fertigungsmethoden nur unbefriedigend oder gar nicht bedarfsgerecht lösen. Die additive Fertigung gibt dagegen zahlreiche konstruktive Freiheiten.

Bild Partieller Längs- und Querschnitt durch den Grundaufbau eines im selektiven Laserschmelzverfahren herstellbaren Schmelzekühlers

Extrusion

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Heiz- und Kühlgeräte

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Mischer

Kunststoff-Aufbereitung

Kühlanlagen

Extrusionsanlagen

Konstruktionskonzept für die additive Fertigung von Schmelzekühlern

Im Gespräch mit dem Geschäftsführer eines Systemlieferanten, der sowohl das Spritzgießen als auch die additive Fertigung beherrscht, zeigt sich, dass neue Produktionsverfahren alte Business-Tugenden nicht obsolet machen.

Veränderte Fertigungsstrategien beim Rapid Prototyping

Fahrzeugbauzulieferer (KU)

Kunststoffverarbeitung

Spritzgießen

Qualitätsmanagement

Automotive

Fahrzeugbau

Rapid Prototyping

Markt in Aufruhr

Um Kombinationen aus neuen Druckmaterialien und -plattformen in Strangablegeprozessen (FLM) auf ihre Haftung hin charakterisieren zu können, hat das Kunststoff-Zentrum SKZ neben der Anwendung von Oberflächencharakterisierungen eine mobile Prüfvorrichtung konstruiert.

Bild 1. Die mobile Abzugsvorrichtung zieht mithilfe einer Pneumatikzange Material von der Bauplattform ab

Untersuchung der Haftung von Kunststoffen auf Druckplattformen im Strangablegeprozess

Verfahren für die additive Fertigung

Werkstoffprüfung, mechanisch

Messtechnik

Werkstoffprüfung

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Kunststoff

Werkstoff-Prüfstände

Prüfen von Kunststoffen

Polyimid

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Polyethylenterephthalat

Zug-und Druckfestigkeitsprüfgeräte

Filamente für additive Verfahren

Andere Werkstoffe

Werkstoffe für additive Verfahren

Prüfplanung

Qualitätssicherung

Haftungsrisiken im 3D-Druck

Wer richtige Neuheiten in der Materialverarbeitung sehen will, muss im November die Formnext besuchen, wo die generativen Fertigungstechnologien die Hürde zur industriellen Fertigung zu meistern versuchen.

Erstmals aufgetreten: Mit vielen Vorschusslorbeeren angereist war Formnext-Neuling Evolve Additive Solutions

Neuigkeiten und Trends von der Formnext 2019

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, andere

Verbände, Institutionen, Messen

Dienstleistungen

An der Schwelle zur Massenfertigung

Das Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz hat in Zusammenarbeit mit der Hochschule Zittau/Görlitz sowie den Industriepartnern KraussMaffei und Elbe Flugzeugwerke ein extruderbasiertes Verfahren zur additiven Fertigung großformatiger Kunststoffbauteile weiterentwickelt.

Die Temperaturanalyse des abgelegten Kunststoffstrangs beim großformatigen extruderbasierten 3D-Druck-Verfahren

Alternativer Ansatz für den großformatigen 3D-Druck mit Kunststoff

Granulate

Extruder

Groß und doch wirtschaftlich

Die Möglichkeiten des 3D-Drucks in Metall erlauben es, Spritzgießformen vollkommen neu zu denken.

Blick auf das topologieoptimierte Werkzeug und die dazugehörigen Kunststoffteile für die optische Industrie  

Toolcraft entwickelt 3D-gedrucktes Spritzgießwerkzeug

Spritzgießwerkzeuge

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

3D-Druck-Anlage, pulverbettbasiert, Metall

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

Fertigungsfreiheit zur Topologieoptimierung genutzt

Schon in den ersten Tagen signalisierten viele K-Aussteller, dass sie von der Anzahl der Besucher am Stand positiv überrascht waren.

Klotz, Karlhorst, Dr.

Medizintechnik

Überraschende Dynamik statt Krisenstimmung

Die Planungen der Formnext mit einem hybriden Messekonzept und einer echten Präsenzmesse vom 16. bis 19. November in Frankfurt stößt auf ein positives Echo der Aussteller: Bereits Ende April hatten 351 Unternehmen aus der gesamten Welt ihre Teilnahme an der Formnext 2021 zugesagt.

Die Formnext 2021 ist als Hybridmesse geplant.

Messe formnext

form-werkzeug.de

CAM für die additive Fertigung

Software

Schon 350 Aussteller-Anmeldungen

Das gesamte Programm der Rapid.Tech 3D (22. - 23. Juni) wird ins Netz verlagert, Aussteller können sich in einer virtuellen Expo präsentieren. Die Entscheidung, die Kongressmesse zur Additiven Fertigung ausschließlich digital zu veranstalten, haben Messe Erfurt und der Fachbeirat gemeinsam getroffen.

Persönliche Begenungen wie hier auf einer älteren Aufnahme aus Erfurt können während der Rapid.Tech 3D 2021 nicht stattfinden. Virtuell bieten die Veranstaltungen aber einiges.

Messe Rapid.Tech 3D

Rapid.Tech 3D 2021 findet digital statt

Inspiriert von Wespen- und Hornissennestern hat der Maler und Druckgrafiker Peter Lang zusammen mit der FIT-Tochter Additive Tectonics ein außergewöhnliches Kunstobjekt mit schallabsorbierender Funktion gestaltet. Es entstand im FDM-Verfahren aus dem Lignin-basierten Kunststoff Arboblend.

Eine bionisch geformte Raumskulptur aus biobasiertem Kunststoff

Immer noch gibt es Vorurteile gegen additiv hergestellte Extrusionsdüsen. Potenzielle Anwender sind von den zum Teil ungewohnten Konstruktionen oder rauen Oberflächen nicht überzeugt. Dabei bietet die Technologie ganz neue Möglichkeiten, die mit konventionell gefertigten Köpfen gar nicht realisierbar sind.

Bild 4. Seitenansicht eines Kopfs mit einer konventionellen massiven Düse und einem Flanschbund sowie einem definierten Spalt zwischen der Düse und dem Kopf zum Begrenzen des Kippwinkels

Die additive Fertigung eröffnet neue verfahrenstechnische Möglichkeiten

Blasfolienextrusion

Rohr- und Profilextrusion

Die große Vielfalt 3D-gedruckter  Mischschlauchköpfe

Kleinwindenergieanlagen lassen sich aktuell im Binnenland kaum rentabel betreiben . Die Partner EAB Gebäudetechnik Luckau GmbH und das Fachgebiet Polymerbasierter Leichtbau der BTU Cottbus-Senftenberg haben dieses Manko nun behoben: Passive Smartblades aus 3D-gedruckten Formwerkzeugen passen sich den Windverhältnissen an. Dies gelingt durch einen intelligenten Lagenaufbau und dessen Biege-Torsions-Kopplung.

Das neuentwickelte Rotorblatt ist speziell für Schwachwindregionen geeignet und passt sich eigenständig an die Windlast an

Additiv gefertigte FKV-Formwerkzeuge für FKV-Bauteile von Kleinwindenergieanlagen

Glasfasern / -matten

Verstärkungsstoffe

Faserverarbeitung

Simulation Produkt- / Formteildesign

Simulation

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Finite Methoden

Ingenieurwissenschaften

Technische Mechanik

Harze, Epoxid

Duroplaste

Windkraft

Energieerzeugung

Erneuerbare Energie

Analysetools, FEM

Faserverbundwerkstoffe

Hocheffiziente adaptive Faserverbund-Rotorblätter

Welche Trends sich beim internationalen Design-Award für Additive Manufacturing und Advanced Technologies abzeichnen und warum es sich lohnt, die prämierten Unternehmen im Auge zu behalten.

Die Spannung steigt: Wer gewinnt die limitierte 3DPC-Design-Trophy?

43 Finalisten überzeugen die Jury

Beide Unternehmen wollen den Marktzugang zu neuen großindustriellen Anwendungen im höheren Temperaturbereich ermöglichen. 

Aus dem Evonik-Werkstoff Infinam PA 6005 P auf einer Farsoon-Anlage hergestelltes Bauteil

Evonik und Farsoon stärken Zusammenarbeit

3D-gedruckte Gitterstrukturen retten Eier und Köpfe

Cirp druckt im SLS-Verfahren (Selektives Laser Sintern) Mikrostrukturen, die ein aus zwei Metern Höhe fallendes Ei vor dem Zerbrechen bewahren. Sie sollen in Fahrradhelmen Verwendung finden.

Im Projekt MOAMMM, öffentlich gefördert durch die EU, werden Multi-Scale Simulationsverfahren entwickelt, um 3D-gedruckte „Lattice“-Strukturen zu optimieren. Die graue Theorie sollte einem Realitätscheck unterzogen werden, es folgte eine projektinterne Egg-Drop-Challenge.

Ziel war es, eine möglichst effektive und additiv gefertigte Meta-Material-Struktur zu entwerfen, um ein Ei beim Fall aus zwei Metern Höhe vor dem Bruch zu bewahren. Das Ei ist hier als Platzhalter für einen Kopf und die spätere Entwicklung eines Multi-Scale-optimierten Fahrradhelms zu sehen. Aus diesem Grund wurde der Wettbewerb in vielerlei Hinsicht analog zu einem Helm-Fall-Test aufgebaut. Mithilfe von High-Speed-Kamera-Aufnahmen wurden die Tests analysiert und bewertet. Die praktischen Versuche tragen entscheidend zum besseren Verständnis der komplexen Strukturen bei und stellen eine wichtige Entscheidungshilfe auf dem Weg zu optimierten Meta-Material Strukturen dar.

SLS-Verfahren, 3D-Druck-Anlagen und Materialwahl

Das SLS-Verfahren (Selektives Laser Sintern) wird aufgrund von geometrischen Freiheiten immer mehr für Funktionsbauteile eingesetzt. Dabei sind insbesondere Gitterstrukturen besonders interessant, da die Designfreiheiten der additiven Fertigung maximal genutzt werden, um mechanisch optimierte Strukturen ohne Werkzeug herzustellen.

Die von der Cirp GmbH gedruckten Mikrostrukturen hat der spanische Projektpartner IMDEA Materials mechanisch untersucht. Cirp besitzt acht EOS-Sinteranlagen. Für die schockabsorbierenden Lattice-Strukturen wurden die Materialien PA2200 (PA12) und EOS TPU 1301 verwendet.

Auch die internationalen Projektpartner haben eigene Strukturen mit den vorgegebenen Richtlinien entwickelt, die bei Cirp gebaut und in Madrid getestet wurden. Um die Ergebnisse optimal darzustellen, hat Cirp einen Eierfalltest entwickelt: Die frischen Eier wurden auf die jeweiligen Strukturen eingebaut und aus einer Fallhöhe von 2 Metern fallen gelassen. Überlebt das Ei, gewinnt die Struktur.

Abbildung 2, aufgenommen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, zeigt ein Negativbeispiel. Die Struktur weist eine zu geringe Dämpfung auf, das Ei geht kaputt. Abbildung 3 zeigt dagegen ein positives Beispiel. Die Struktur erfährt eine große Beschädigung. Daraus ableitend werden die Kräfte, die durch den Fall entstanden sind, in der Struktur absorbiert. Das Ei bleibt verschont und wir haben einen Gewinner!

cirp GmbH  

https://www.cirp.de

Schockabsorbierende Mikrostrukturen können sehr unterschiedlich aussehen.

Abbildung 2: Hier hatte das Ei keine Chance, die Struktur hat den Eierfalltest nicht bestanden.

Abbildung 3: Hier bleibt das Ei heil, der Gewinner der Challenge ist gefunden.

2022-04-14 Cirp

Hinter der schockabsorbierenden Struktur, die bei diesem Contest gewonnen hat, stecken viele Arbeitsstunden für Design, Prozessbeherrschung, Charakterisierung, Simulation und den Fertigungsprozess. Diese Projektpartner haben mitgewirkt, um sie additiv zu fertigen:

IMDEA Materials, Universität Linz (JKU), Université de Liège (ULIEGE), Université catholique de Louvain (UCL) sowie die Cirp GmbH.