3D-Sanddruck für eilige Ersatzteile

Der neue 3D-Sanddrucker ist das technologische Herzstück der Ersatzteilfertigung. Mit der jüngsten Investition in den Maschinenpark baut die Gießerei das Produktportfolio benötigter Aluminiumformteile ab Losgröße 1 aus. Insbesondere für den On-Demand-Abruf komplexer Ersatzteile (Spare Parts), Prototypen sowie Kleinst- und Vorserien ist die mittelständische Gießerei mit dem neuen 3D-Sanddrucker gut aufgestellt.

Sie ist derzeit das einzige Unternehmen in Europa, das dieses Additive-Manufacturing-System des US-Herstellers Viridis nutzt. Es ist zudem die Ergänzung zu den bisher von Blöcher im Rahmen der schnellen Ersatzteilfertigung eingesetzten Verfahren, zu denen auch der 3D-Metalldruck und die mechanische Bearbeitung gehören.

Schnell in Form gebracht

Beim RAM 336 – so der Name des 3D-Sanddruckers – handelt es sich um eine vollautomatisierte, robotergestützte Komplettlösung, die binnen weniger Stunden hochpräzise Sandgussformen und -kerne fertigt, die ohne weiteren Prozessschritt sofort für den Abguss von Aluminiumformteilen parat stehen. Das System verfügt über einen Bauraum von 1800 x 900 x 900 Millimetern.

Es lassen sich sowohl einzelne Gussformen für Kavitäten dieser Größe als auch mehrere Formen geringerer Dimensionen in ein und demselben Durchlauf herstellen. Wie üblich in der additiven Fertigung geschieht dies durch den schichtweisen Aufbau der Werkstücke. In diesem Fall kommt dafür ein mit einem modifizierten Furanbinder vorgemischter Quarzsand zum Einsatz.

In Analogie zu den Geometriedaten der anvisierten Form appliziert der 3D-Drucker partiell einen Härter im Sand, der kurz darauf endkonturengenau verfestigt. Da das System mit einer Maß- und Wiederholgenauigkeit von plus/minus 0,01 Zoll arbeitet, lassen sich damit selbst Formen und Kerne mit überaus komplizierten Geometrien und anspruchsvollen Temperierungen anfertigen.

Erst die Daten, dann der Bau

Die Datensätze für den Bauprozess des 3D-Sanddruckers kommen meist direkt aus der 3D-Konstruktion der Werkzeugbauer. Allerdings gehört es zum Leistungsumfang der Gießerei, diese Geometriedaten auch nach den Konstruktionszeichnungen oder Musterteilen des Kunden zu erstellen. Hierzu verfügt das Unternehmen über die geeigneten 3D-CAD-Systeme sowie Scan- und Digitalisierungs-Technologien für das Reverse-Engineering oder Re-Design.

Aus den Konstruktionsdaten werden die Steuerungsinformationen für den RAM 336 generiert, der dann auf Knopfdruck mit dem Schichtbauprozess beginnt. Bei Baugeschwindigkeiten bis zu 63 Höhenmillimeter pro Stunde wachsen die Formen und Kerne in Rekordzeit aus dem Sandbett heraus. Was an trockenem Sand übrigbleibt, kann im nächsten Prozess wiederverwendet werden. Nicht zuletzt deshalb ist das Ganze ein materialsparendes, ressourcenschonendes und sehr wirtschaftliches Verfahren.

Vorsprung im 3D-Printing

Der 3D-Sanddrucker wird in der Gießerei nicht nur für die schnelle Herstellung von Formen zur Produktion von Ersatzteilen und Kleinserien aus Aluminium eingesetzt. Auch wenn dringender Ersatz für defekte, verschlissene oder verloren gegangene Werkzeuge für das Tiefziehen, das Schäumen, das Rotationsgießen, das Thermoforming oder das Blasformen benötigt werden, kommt das robotergestützte System zum Einsatz. Das liegt nahe, denn der Guss solcher Werkzeuge gehört seit jeher zu den Kernkompetenzen des Unternehmens, wobei es Kavitäten mit Abmessungen von bis zu 3500 x 2500 x 2000 Millimetern realisieren kann.

Technologisch betrachtet dockt die Gießerei mit dem Einsatz ihres 3D-Sanddruckers an das 3D-Printing-Knowhow des Unternehmens FKM Sintertechnik an, das in direkter Nachbarschaft eine moderne Lasersinterfabrik betreibt. Das bedeutet auch: Dank der engen Kooperation mit FKM verfügt die Gießerei nicht nur über einen Kompetenzvorsprung rund um das Thema additive Fertigung, sondern sie kann auch ein erweitertes Leistungsspektrum für die wirtschaftliche Realisierung innovativer Lösungen auf dem Gebiet des Werkzeugbaus bereitstellen.