Additive Fertigung auf der [wfb] Fachmesse 2017

(openPR) 3D-Druck im Werkzeug- und Formenbau

Ob konturnahe Temperierung, gedruckte Werkzeugeinsätze oder Prototypen aus dem 3D-Drucker: Die additive Fertigung spielt als ergänzende Technologie eine wichtige Rolle in der Werkzeug- und Formenbaubranche – und somit auch auf der [wfb] Fachmesse für Werkzeug- und Formenbau vom 21. bis 22. März 2017 in Siegen.

Die Werkzeugmacher galten bisher als zögerlich, was den Einsatz von additiven Technologien anbelangt. Aus dem mittlerweile fast unüberschaubar großen Angebot ist der Einsatz von konturnahen Kühlungen mittlerweile lange am Markt bekannt – und dass mit ihnen beispielsweise die Zykluszeiten von Spritzgießwerkzeugen extrem verkürzt werden können. Wie viel Überzeugungsarbeit müssen die Anbieter heute noch leisten?

Kurze Zykluszeiten, aber vor allem bessere Bauteilqualität

„Konturnahe Temperierungen werden heute nicht nur wegen einer Reduktion der Zykluszeiten eingesetzt, sondern um die Qualität der Kunststoffbauteile positiv zu beeinflussen“, meint Günther M. Rehm, Leiter Vertrieb und Marketing bei der Listemann Technology AG. „Häufig können Verzug, Einfallstellen und Bindenahtprobleme mit einer optimierten Temperierung behoben werden. Sicherlich, der Werkzeug- und Formenbau ist eine sehr konservative Branche und es hält sich auch immer noch die Meinung, dass konturnahe Temperierung automatisch kostenintensiv ist. Hier hat sich aber in den letzten Jahren viel bewegt und der Einsatz einer konturnahen Temperierung rechnet sich meist sehr schnell. Unsere Aufgabe besteht darin, dem Formenbauer Wissen und Werkzeuge an die Hand zu geben, mit denen er seinen Kunden, den Spritzgussbetrieb, überzeugen kann, etwas mehr Geld für das Werkzeug auszugeben.“
Ähnlich sieht das auch Bernd Klötzer, Inhaber von bkl-lasertechnik: „Es besteht immer noch Erklärungsbedarf und ein bisschen Misstrauen gegenüber der Lasertechnologie bei den Kunden. Wir können nur überzeugen, wenn wir den Kunden detailliert darstellen, welche hohe Stahlqualität und damit lange Haltbarkeit wir mit dem Laserschmelzen erreichen können.“ bkl hat sich auf Dienstleistungen für den Werkzeug- und Formenbau sowie das Prototyping spezialisiert. Dazu zählt die Veredelung dreidimensionaler Oberflächen. „Wir waren als eines der ersten Unternehmen in der Lage, 3D-Strukturen verzugsfrei und immer wieder reproduzierbar in Werkzeuge für die Kunststofffertigung einzubringen“, so der Firmenchef.
Auch bei der Herstellung von Prototypen können 3D-Drucker die Prozesse enorm beschleunigen, weiß Torsten Seelig, Geschäftsleitung Vertrieb bei der COFFEE GmbH. „Bei unseren Kunden sind es häufig kleine Bauteile, die einen großen Unterschied machen. Ein Beispiel ist ein Schutzring, der verhindert, dass Kabel und Schläuche geknickt oder beschädigt werden. Zuvor wurde dieser Schutzring konventionell aus Aluminium gefertigt. Der Kostenpunkt lag bei
ca. 180 Euro pro Ring und die Lieferzeit betrug drei bis vier Wochen. Mit dem Markforged 3D-Drucker können die Schutzringe über Nacht gedruckt werden und die Materialkosten belaufen sich auf 43 Euro. Kosten- und Zeitersparnis ist bei diesem Funktionsteil also enorm.“

Eigener 3D-Drucker – oder auf Dienstleister setzen?

Die Drucker der COFFEE GmbH verarbeiten ein spezielles Filament, das aus Nylon/PA6 und Carbonkurzfasern besteht. „Die Verarbeitung der Carbonkurzfasern sorgt für stabile Bauteile, die eine schwarze, perfekte Oberfläche haben“, so Seelig. Damit können Designer und Konstrukteure Prototypen schnell auf ihrem Schreibtisch ausdrucken. „In diesem Bereich setzen zunehmend mehr Betriebe auf einen eigenen Drucker und eigene Software“, berichtet der COFFEE-Geschäftsführer. „Gerade für den Druck von Prototypen oder Funktionsteilen gibt es mittlerweile Drucker, bei denen die Investitionskosten sehr überschaubar sind. Mit einem eigenen Gerät kann man flexibler agieren und ist nicht von den Lieferzeiten eines Dienstleisters abhängig.“
Bei hochkomplexen Technologien – und den dazugehörigen 3D-Druckern – sieht das anders aus. „In unserem Bereich fertigen wir feine Kühlkanäle und isolierende Wabenstrukturen“, berichtet Bernd Klötzer von bkl. „Hier sind die Investitionskosten sowohl für die Technik als auch für das notwendige Know-how sehr hoch. Da lohnt es nicht, diese hochkomplexe Technologie für fünf Einsätze im Jahr vorzuhalten.“ Dem stimmt Günther Rehm von Listemann zu: „Die Investition in eine eigene Maschine setzt voraus, dass diese dann später auch ausgelastet wird. Es gibt schon reichlich Werkzeugbaubetriebe, die diese nur durch Fertigung von Bauteilen für externe Unternehmen halbwegs wirtschaftlich auslasten können.“ Aus diesem Grund bieten die Maschinenhersteller auch Möglichkeiten an, sich Maschinenkapazitäten anzumieten.

Die additive Fertigung funktioniert nur mit dem richtigen Prozess-Know-how

Die Anschaffung eines 3D-Druckers alleine reicht nicht – für den Einsatz ist auch bestimmtes Know-how gefordert. „Das 3D-Drucken von Prototypen funktioniert nicht ohne vorherige Konstruktion in 3D CAD. COFFEE bietet mit SOLIDWORKS eine solche Software an. Meist reichen einige Tage Schulung aus, um mit der Software konstruieren zu können. Bei spezifischen Problemstellungen empfiehlt sich dann ein Individualtraining, das genau auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten ist“, erklärt Torsten Seelig von COFFEE.
Beim Laserstrahlschmelzen sind die Anforderungen noch höher. „Es genügt nicht, das Know-how hinsichtlich der verfahrensgerechten Konstruktion zu besitzen, wesentlich komplexer ist noch die Parameterermittlung, um mit einem Metall-3D-Drucker überhaupt verwendbare Gefüge und Bauteile zu produzieren“, ist sich Günther Rehm sicher. „Eine Maschine zu kaufen und damit sofort brauchbare Teile zu drucken, ist eine Illusion. Was die Konstruktion angeht, bietet unser Partner LBC Engineering ein- oder mehrtägige Konstruktionsschulungen an, wir von Listemann bieten Schulungen für die „lötgerechte“ Konstruktion an.“

Produkthighlights auf der wfb in Siegen

Aus dem vielfältigen Programmangebot der additiven Fertigung können die Besucher der [wfb]-Messe einiges in Siegen entdecken. bkl-lasertechnik hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Hochglanzflächen auch mit der materialsparenden Schäum-Spritzgießtechnik realisiert werden können. Der entscheidende Arbeitsschritt für die Qualität der Oberflächen ist die gezielte Aufheizung und Abkühlung der Form an den richtigen Stellen und zur richtigen Zeit im Spritzgießzyklus.
„An unserem Stand zeigen wir die wohl derzeit einmalige Kombination von vakuumgelöteten und lasergenerierten Formeinsätzen“, so Günther Rehm von Listemann. Bei COFFEE ist eine neue 3D-Drucker-Serie von Markforged zu sehen, darunter der Onyx Pro-3D-Drucker mit zwei Druckdüsen – eine für Onyx und die zweite für Endlosglasfaser.

Ausstellerstimmen zur [wfb]

„Wir haben bereits vier Mal auf der wfb ausgestellt und waren mit der Messe jedes Mal sehr zufrieden. Dadurch, dass die wfb regional und überschaubar gehalten wird, haben die Besucher einfach mehr Zeit, um sich beim einzelnen Aussteller intensiver zu erkundigen, wovon sowohl der Besucher, als auch der Aussteller profitieren.“
Günther M. Rehm, Leiter Vertrieb und Marketing bei der Listemann Technology AG

„Wir stellen immer wieder gerne auf der wfb aus, weil die Messe sehr branchenspezifisch und regional ausgelegt ist. Dadurch treffen wir hier genau unsere Zielgruppe. Für Konstrukteure und Ingenieure aus dem Werkzeug- und Formenbau können wir individuelle Lösungen und Produkte anbieten, die die gesamte Prozesskette bedienen.“
Torsten Seelig, Geschäftsleitung Vertrieb bei der COFFEE GmbH

„Wir sind jetzt zum sechsten Mal dabei. Uns gefällt das auf zwei Tage komprimierte Format der Messe und das durch den jährlichen Standortwechsel für uns wichtige Einzugsgebiete im Norden und im Süden abgedeckt werden.“
Bernd Klötzer, Inhaber von bkl-lasertechnik