Der Trend in der industriellen additiven Fertigung geht deutlich in Richtung einer hohen Wirtschaftlichkeit in der täglichen Produktion, sowohl bei der Herstellung größerer Einzelbauteile, als auch beim Aufbau mehrerer Artikel in einem Arbeitsdurchlauf. Gleichzeitig wird der Prozess schneller und wirtschaftlicher.
Zahlreiche technische Neuerungen
Der Freeformer 750-3X kann größere Bauteile herstellen oder mehrere Artikel in einem Arbeitsgang. Zudem wurde die Gestica-Steuerung, hinsichtlich Prozessstabilität, Bauteilqualität und Bauzeit, für die additive Fertigung optimiert.
Der Freeformer 750-3X ist kompakt konstruiert und rein äußerlich nicht vom Freeformer 300-3X zu unterscheiden, denn die Außenabmessungen sind gleich. Rund 2,5 Mal größer ist jedoch der Bauteilträger mit nun rund 750 Quadratzentimetern – worauf sich auch der Name des neuen Systems bezieht. Im signifikant vergrößerten Bauraum mit den Maßen 330 Millimeter x 230 Millimeter x 230 Millimeter werdendie Temperaturen konstant homogen gehalten.
Angepasste Massedruckerzeuger
Zu den zahlreichen technischen Neuerungen zählt eine neue Plastifizierung: Zum Einsatz kommen jetzt kompaktere und schlankere Massedruckerzeuger zum Dosieren und Einspritzen, ausgestattet mit Servo-Motoren von AMKmotion, einem Unternehmen der Arburg-Familie. Das gesamte System, also Materialaufbereitung und Austragseinheiten, wurde druckoptimiert und auf die additive Fertigung im AKF-Verfahren abgestimmt. Der Fokus liegt auf Präzision und Wiederholgenauigkeit des Masseaustrags, was wiederum der Erzeugung gleich großer, konstanter Tropfen dient. Zudem sind die drei Austragseinheiten kompakter ausgeführt und enger zueinander angeordnet. Sie weisen gegenüber dem Freeformer 300-3X zudem eine um 100 Millimeter „schlankere“ Bauform auf.
Gestica-Steuerung als gemeinsame Plattform
Die von den Allrounder-Spritzgießmaschinen bekannte, innovative Gestica-Steuerung, ist nun auch für alle neuen Freeformer serienmäßig – mit entsprechend an den Produktionsprozess angepasster Software. Damit hat Arburg das Spritzgießen und die industrielle additive Fertigung steuerungstechnisch auf die gleiche Plattform gestellt. Das Ziel für die Steuerung lautet „Knopfdruck-Lösung“, also eine vereinfachte Bedienung. Die Neuerungen erstrecken sich konkret auf die „Produktionssteuerung“ mit intuitiver Bedienung, z. B. durch Übersichten zu Auftragsstatus und Herstellung, sowie dem „intelligenten Anfahrablauf“ zur Vorbereitung der Produktion, der komplett selbstständig abgearbeitet wird. Das heißt, dass der Freeformer so programmiert werden kann, dass er z. B. zum Wochenbeginn vorab die komplette Materialvorbereitung – also Aufheizen, Düsen Spülen und Einstellung der Tropfenkennzahl autonom vorbereitet.
Variableres Dosieren
Das Dosierverhalten ist nun deutlich variabler als zuvor: Auf Basis der Slicing-Daten wird genau berechnet, wie viel Material für den Aufbau jeder einzelnen Schicht benötigt wird. Dadurch sinkt die Verweilzeit im Plastifzierzylinder. Um die Bauzeiten weiter zu reduzieren, kann paralleles Dosieren einzelner Abläufe erfolgen etwa bei Materialwechsel oder für Bauteil- und Stützmaterial. Hinzu kommt die Optimierung und Erweiterung der Datenaufbereitung im Hinblick auf die Baustrategie der Gitterstrukturen und den sogenannten Break-Away Support. Dieser Begriff bezeichnet das erleichterte mechanische Entfernen von Stützstrukturen. Das alles verbessert Prozessstabilität, Bauteilqualität und Bauzeit.
55 bis 85 Prozent kürzere Bauzeit
Durch die optimierte Datenaufbereitung werden die Kosten pro Bauteil signifikant reduziert. So lassen sich z. B. prozessoptimierte gitterförmige Stützstrukturen realisieren, deren Bauzeit um bis zu 55 Prozent schneller ist als bei herkömmlich aufgebauten.
Das Bauteilbeispiel „Hollow Tube“ macht die Vorteile des neuen Freeformers 750-3X plakativ deutlich: Über die Optimierung der Stützstrukturen hinaus führen schnellerer Tropfenaustrag, eine Frequenzerhöhung und eine Schichtstärke von 0,25 statt 0,2 Millimeter ohne Qualitätseinbußen zu einer um 60 Prozent reduzierten Bauzeit.
Ein weiteres interessantes Beispiel ist eine Automotive-Fensterdichtung: Das Bauteil kann aufgrund des größeren Bauraums jetzt liegend statt stehend aufgebaut werden.
Mit den oben genannten Optimierungen konnte die Druckzeit von ursprünglich über 67 auf weniger als zehn Stunden verkürzt werden. Das entspricht einer Reduktion um 85 Prozent!
Arburg setzt Trends im 3D-Druck
Der Trend in der industriellen additiven Fertigung geht deutlich in Richtung einer hohen Wirtschaftlichkeit in der täglichen Produktion, sowohl bei der Herstellung größerer Einzelbauteile als auch beim Aufbau mehrerer Artikel in einem Arbeitsdurchlauf. Genau diese Herausforderungen erfüllt der Freeformer 750-3X. Das System schließt die Lücke vom reinen Prototyping hin zur Fertigung von funktionsfähigen Kleinserien. Denn nicht nur die Baugröße ist gewachsen, sondern auch die Baugeschwindigkeit. Die Volumina der Granulat-Behälter wurden verdoppelt, die Zugänglichkeit im Bereich der Wartungsklappe verbessert.
Fotos: Arburg