Neuerfindung für die additive Fertigung

Aus Kunststofftröpfchen werkzeuglos frei formen

| Redakteur: Luca Meister

Das aufgeschmolzene Standardgranulat wird über eine getaktete Düse und einen beweglichen Bauteilträger aufgetragen.
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Das aufgeschmolzene Standardgranulat wird über eine getaktete Düse und einen beweglichen Bauteilträger aufgetragen. (Bild: Arburg)

>> Auf der «K 2013» präsentierte Arburg erstmals den «Freeformer». Die mobile Lösung für die additive Fertigung arbeitet mit einem neuen Verfahren, dem patentierten «Arburg-Kunststoff-Freiformen». Beim AKF werden 3D-CAD-Daten vom Freeformer aufbereitet, Standard-Kunststoffgranulat integriert aufgeschmolzen, aus der flüssigen Schmelze Tröpfchen erzeugt und daraus Schicht für Schicht das voll funktionsfähige Bauteil aufgebaut. Damit ist die individuelle Teilefertigung ohne Spritzgiesswerkzeug ab Losgrösse eins möglich.

mei. Wichtig war bei der Entwicklung zuerst, dass handelsübliche Kunststoffgranulate zum Einsatz kommen und keine vorkonfektionierten Lieferformen wie Pulver oder Stränge, welche das Material, die Verarbeitung und damit auch die Teile teuer werden lassen. Hinzu kommt ein geringer Materialverbrauch.

Die Materialaufbereitung funktioniert prinzipiell wie beim Spritzgiessen. Das Standard-Kunststoffgranulat wird in die Maschine eingefüllt. Ein beheizter Plastifizierzylinder sorgt für eine optimal vorbereitete Kunststoffschmelze an der sogenannten Austragseinheit. Deren Düsenverschluss mit hochfrequenter Piezotechnik ermöglicht schnelle Öffnungs- und Schliessbewegungen und erzeugt so unter Druck die Kunststofftröpfchen, aus denen sich «Tröpfchen für Tröpfchen» additiv das gewünschte Kunststoffteil aufbaut.

Beweglicher Bauteilträger/Hart-Weich-Verbindungen

Neu gedacht wurde das Prinzip der beweglichen und starren Komponenten der Maschine. Die Austragseinheit mit Düse bleibt genau in ihrer vertikalen Position. Stattdessen bewegt sich der Bauteilträger. Neben einem serienmässig über drei Achsen beweglichen Bauteilträger steht optional eine Variante mit fünf Achsen zur Verfügung, z. B. zur Umsetzung von stützstrukturlosen Hinterschnitten. Der grosse Vorteil der Fünf-Achs-Variante: Stützstrukturen wie sie bei vielen anderen Verfahren der additiven Fertigung erforderlich sind, werden in der Regel überflüssig. Die Bauteile sind nach ihrer Fertigung ohne Nacharbeit sofort einsatzbereit.

Mit einem Freeformer, der über zwei Austragseinheiten verfügt, können auch zwei Materialien oder Farben kombiniert verarbeitet werden. Damit sind additiv z. B. auch bewegliche Hart-Weich-Kombinationen oder Teile mit spezieller Optik und Haptik herstellbar, bei denen beide Komponenten sicher verbunden sind.

Staub- und emissionsfrei

Der Bediener erhält Unterstützung: Die für den flächendeckenden Aufbau der Teile notwendigen Parameter generiert die eigenentwickelte Steuerung des Freeformers. Sie bekommt die 3D-CAD-Daten der herzustellenden Bauteile als STL-Files, bereitet sie durch «Slicing» automatisch auf und die Produktion kann starten. Spezielle Programmier- oder Verarbeitungskenntnisse oder umfangreiche Schulungen sind nicht erforderlich.

Die Bauteile entstehen völlig staub- und emissionsfrei. Deshalb eignet sich die Maschine für praktisch jede Einsatzumgebung. Egal ob in der Produktion, im Büro, in der Konstruktion oder in einem medizintechnisch sauberen Umfeld. Mobil und universell nutzbar werden die kompakten Freeformer auch durch «Plug-and-Play». <<

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