Kompakt, leistungsfähig und einfach zu installieren «Personal-Lasersintern» für jedermann

Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / Luca Meister

Auf dem Markt für Lasersinter-Systeme gibt es neben etablierten «LKW-Herstellern» jetzt ein Schweizer Start-up-Unternehmen, das Anwendern alternativ einen uneingeschränkt tauglichen «Kleinwagen» anbietet. Das kompakte System passt auf einen Beistelltisch, benötigt nur eine Steckdose und einen Computeranschluss und produziert vollwertige Lasersinter-Bauteile aus dem hoch belastbaren Nylonwerkstoff PA12. Für besonders schmale Budgets ist sogar ein Bausatz erhältlich, der auch ohne besondere Fachkenntnisse innerhalb von wenigen Tagen montiert werden kann. Die Systeme sind vor allem für Anwender aus den Bereichen Industrieengineering sowie F&E-Abteilungen in KMUs und Konzernen interessant.

Firmen zum Thema

Mit einer Sintratec-Anlage hergestellte Mechanik für eine Kinderprothese. Da Kinder schnell wachsen, müssen solche Prothesen häufig gewechselt werden, was bei konventioneller Herstellung hohe Kosten verursachen würde.
Mit einer Sintratec-Anlage hergestellte Mechanik für eine Kinderprothese. Da Kinder schnell wachsen, müssen solche Prothesen häufig gewechselt werden, was bei konventioneller Herstellung hohe Kosten verursachen würde.
(Bild: Sintratec)

«Die Auszeichnung mit dem 1. Platz der ‹Swiss­UpStart Challenge› im September 2014 und der gleich darauf folgende Crowd­funding-Erfolg gaben uns den Mut, mit unserer eigenen Revolution im Fertigungsmarkt durchzustarten», erinnert sich Dominik Solenicki, Mitbegründer und CEO der Sintratec AG in Brugg. Zusammen mit zwei weiteren technikbegeisterten Studenten interessierte er sich bereits 2010 für die Möglichkeiten des Rapid Proto­typing als Verfahren zur Erstellung kleiner Spezialbauteile für selbst entworfene Mechatronik-­Systeme. Die Erfahrungen mit einem sehr preisgünstigen kleinen Gerät, das nach dem FDM-Verfahren (Übereinanderspritzen von dünnen Schichten aus aufgeschmolzenem Kunststoff-­Faden) arbeitete, waren jedoch enttäuschend. Daher begann man nach Technologien zu suchen, die höhere konstruktive Freiheitsgrade und bessere Gebrauchseigenschaften der erzeugten Bauteile ermöglichten.

Als geeignetstes Verfahren erwies sich das Laser-­Sintern von Kunststoffen. Eine Recherche zeigte, dass am Markt einige teils sehr leistungsfähige Systeme angeboten wurden. Ihre Preise lagen jedoch im oberen fünfstelligen oder gar im sechsstelligen Bereich. Für Studenten war so etwas völlig unerschwinglich. Natürlich gibt es alternativ die Möglichkeit, solche Bauteile von Dienstleistern zu beziehen. Allerdings geht das fast nie «sofort», man muss sich vielmehr in eine Warteschlange einreihen, was Tage oder gar Wochen in Anspruch nehmen kann. Ausserdem fallen Verpackungs- und Versandkosten an, die prozentual umso höher sind, je kleiner die Abmessungen und die benötigten Stückzahlen sind.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 14 Bildern

Für Entwickler ist Zeit Gold

«Im Lasersinter-Bereich erinnert vieles an die Situation bei der Gründung der ersten Heimcomputer-­Hersteller vor einigen Jahrzehnten, als die EDV noch eine Domäne für sehr leistungsfähige, aber teure Zentralcomputer war», ergänzt Gabor Koppanyi, Marketing- und Vertriebsleiter bei Sintratec. Als damals die ersten kleinen «Personal Computer» auf dem Markt auftauchten, konnten diese natürlich nicht so viel wie ihre «grossen Brüder» in den Firmenzentralen. Dennoch haben sich Forschungs- und Entwicklungsabteilungen in Industriefirmen und Start-ups sofort darum gerissen – weil man sich selbst helfen und neue Ideen sofort ausprobieren konnte, statt Tage oder gar Wochen auf die Softwareabteilung warten zu müssen. Gerade für solche innovativen Berufsgruppen ist Zeit schlicht und ergreifend Gold. Bei ihrer Arbeit müssen sie sich oft vorantasten, müssen Dinge ausprobieren, um festzustellen, ob eine Idee in die richtige Richtung führt oder sich als Sackgasse erweist. Jede unnötige Verzögerung kann dann gleichbedeutend mit verlorener Zeit sein. Ganz ähnlich ist die Situation heute mit Blick auf die schnelle Verfügbarkeit von Prototypen, die nicht nur die Form, sondern möglichst auch die Gebrauchseigenschaften des gewünschten Bauteils aufweisen sollten. Voraussetzung für diese schnelle Verfügbarkeit ist jedoch ein eigenes Gerät. Das geht bei den oft knapp finanzierten industriellen F&E-Abteilungen oder Hochschulinstituten nur, wenn dessen Preis finanziell noch erschwinglich ist.

Konsequente Kostensenkung

«Wir sind daher darangegangen, systematisch alle Komponenten eines solchen Systems auf die Goldwaage zu legen», verrät Mitbegründer und Technischer Leiter Christian von Burg. Bei jedem Teil habe man genauestens überlegt, ob die bisher übliche Technik tatsächlich unbedingt benötigt wurde oder ob man vergleichbare Resultate auch mit einfacheren Ausführungen erzielen könnte. Auf dieser Basis entwickelten die drei Gründungspartner eine neue, eigene Lösung. Für die beiden Kernkomponenten, den Laser und das Spiegelsystem für die Strahlführung, hat man preisgünstigere Lösungen gesucht und zugekauft. So hat man zum Beispiel statt mit einem CO2-Laser mit einer Laserdiode gearbeitet. Die gesamte Mechanik und optische Anordnung wurde von Grund auf neu konzipiert. Von diesem System wurde anschliessend ein bereits professionell designter, voll funktionsfähiger Proto­typ gebaut und auf Messen ausgestellt.

Startschuss: Crowdfunding für einen Bausatz

«Entscheidende Hürde war danach die Beschaffung des Startkapitals für eine erste Serie», weiss Ch. von Burg. Hierzu ging man so vor, dass man ein erstes Sintratec-Kit als Bausatz konzipierte und davon 60 Stück per Crowdfunding Interessenten anbot, die bereit waren, den Kaufpreis von 4999 Euro vorzustrecken. Diese Initiative erwies sich als Volltreffer, die Finanzierung klappte ebenso wie auch die Montage und Inbetriebnahme bei den Abnehmern. Mittlerweile hat man bereits mehrere 100 dieser Bausätze, die selbst von Ungeübten innerhalb weniger Tage zusammengebaut und in Betrieb genommen werden können, an Kunden in Europa und teils sogar in Übersee ausgeliefert.

Die Sintratec S1: Der Profi-Nachfolger

«Dieser Erfolg lieferte die finanzielle Grundlage für die Entwicklung unseres Modells S1», verrät Ch. von Burg. Dieses weist die gleichen grundlegenden Merkmale wie das Kit auf, ist jedoch für den professionellen Einsatz ausgelegt und wird ausschliesslich als fertiges System angeboten. Es ist daher erste Wahl für industrielle Kunden, deren Personal sich auf wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren muss. Deshalb gilt hier meist das «Auspacken, Stecker rein und loslegen»-Prinzip. Zudem verfügt das Modell S1 über einen deutlich vergrösserten Bauraum von 130 x 130 x 180 mm, so dass damit entsprechend grössere Bauteile hergestellt werden können. Mit seinem Preis von rund 20 000 Euro liegt es weit unter dem von Wettbewerbssystemen. Die Sintratec S1 wurde von der Kundschaft sehr gut angenommen, so dass ihre Absatzzahlen mittlerweile bereits im dreistelligen Bereich liegen.

Vergleich mit anderen Systemen

«Im Vergleich mit anderen Anlagen auf dem Markt liegt unser wesentlicher Vorteil beim Preis-Leistungs-Verhältnis», erläutert Ch. von Burg. So gehört die Software gleich zum System und Updates sind kostenlos. Auch benötigen die Anlagen sehr wenig Platz und können im Prinzip auf einem Arbeitstisch oder einem Rollcontainer betrieben werden. Im Gegensatz zu anderen Systemen des Wettbewerbs benötigen Sintratec-Geräte keine speziellen Vorinstallationen wie Ventilationssystem, Starkstromversorgung oder Luftdruckanschluss. Angesichts der meist sehr beengten Platzverhältnisse gerade in F&E-Labors sei dies ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Natürlich könne man nicht erwarten, dass ein Gerät wie das Modell S1 den gleichen Leistungsumfang biete wie grössere, aber eben auch wesentlich teurere Anlagen. So seien der Bauraum und damit die maximalen Bauteilabmessungen begrenzter. Die damit erzeugten Prototypen stünden jedoch von der Präzision ebenso wie von den Gebrauchseigenschaften her denjenigen aus grossvolumigen Industrieanlagen nicht nach. Als Werkstoff bietet Sintratec ein nach eigenem Rezept modifiziertes Nylon PA12 an. Grund hierfür ist das verwendete Laserlicht, das von schwarzen Werkstoffen wesentlich besser absorbiert wird als von helleren oder gar weissen Pulvern. PA12 ist das für Lasersinter-Anwendungen mit Abstand meistgebrauchte Material, das sich insbesondere durch seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften auszeichnet. Wird dennoch die Verwendung alternativer Werkstoffe gewünscht, so bietet man den Kunden die Möglichkeit an, selbst die Arbeitsparameter der Einheit zu verändern und diese so auf deren Sintereigenschaften abzustimmen. Das junge Team forscht ausserdem selbst laufend an neuen Druckmaterialien und bringt demnächst einen neuen Werkstoff auf den Markt: Ein hochflexibles Pulver auf TPU-Basis, mit dem sich komplett neue Anwendungsfelder erschliessen.

Umfassender Support

«Wesentliche Voraussetzung für den Erfolg unserer Anlagen sind natürlich auch die umfassenden Support- und Serviceleistungen, die wir unseren Kunden bieten», setzt Ch. von Burg hinzu. Das umfasst die Weiterentwicklung der Systeme und ihrer Software ebenso wie die Optimierung von Prozessparametern sowie die kontinuierliche Suche nach neuen Werkstoffen. Schon auf der Internetseite der Firma finden sich zahlreiche Tipps und Hinweise zum Einsatz der Anlagen sowie ausführlich bebilderte Anleitungen für Einsatz, Wartung und Pflege. Für die Käufer der Lasersinter-Anlagen gibt es einen regelmässigen automatischen Update-Service, um die Software auf neuestem Stand zu halten. Über ein Kundenportal kann bei Problemen Beratung oder auch Service angefordert werden. SMM

(ID:44791127)