15.08.2024 3D-Druck: Bauteilherstellung mit Serienmaterial

Das „Print & Inject“-Verfahren wurde im Jahre 2017 im Rahmen von Forschungsprojekten gemeinsam mit der RWTH Aachen entwickelt. Mit der Herstellung von 3D-gedruckten Werkzeugen wurden neue Möglichkeiten im Bereich des Werkzeugbaus für komplexe Bauteile sowie zur Herstellung von Bauteilen im Spritzgussverfahren geschaffen. Durch „Print & Inject“ ist der Prototypenbau nicht mehr auf konventionelle Werkzeuge angewiesen und es ist möglich, Prototypen schnell herzustellen und Bauteile auch in Kleinstmengen unter Realbedingungen und mit geringem Kostenaufwand zu testen.

Mit dem Einsatz des Hochleistungsharzes von Nexa3D wurde bereits in ersten Produktentwicklungen eine überzeugende Werkzeug- und Bauteilqualität sichergestellt. Zudem konnten auch detaillierte Darstellungen und filigrane Geometrien innerhalb eines Bauteils realisiert werden. Mit der neuen Verfahrensweise sind der Herstellung von äußerst komplexen oder filigranen Bauteilen mit Hinterschneidungen sowie der Formgebung eines Prototyps oder eines neuen Bauteils fast keine Grenzen mehr gesetzt. Dabei stellt die Lösbarkeit in Lauge eine Besonderheit des eingesetzten Hochleistungsharzes dar, welches zudem mit nahezu allen Spritzgussmaterialien kompatibel ist.

Hinterschneidungen können mit festeren Spritzgussmaterialien hergestellt werden und auch eine Zwangsentformung ist nicht mehr notwendig. Somit lösen sich die Hinterschneidungen, die bis dato im Prototypenbau meist zu Schwierigkeiten führten, in der Lauge auf. Des Weiteren kann die Lauge einfach vom Endprodukt gelöst werden, wenn die Form des Bauteils es erfordert. Auch ist es möglich, das Werkzeug innerhalb kurzer Zeit auf die Schwindung der unterschiedlichen Materialien anzupassen.

Von den Vorteilen des Verfahrens profitieren die Abteilungen in Forschung & Entwicklung sowie in der Produktentwicklung in verschiedenen Industrien, insbesondere in der Kunststoff- und Automobilindustrie sowie der Medizintechnik. Der Einsatz des Hochleistungsharzes zur Herstellung von Prototypen und Bauteilen ist sowohl in einmalig eingesetzten als auch in wiederverwertbaren 3D-gedruckten Werkzeugen möglich. Dies spart Anwendenden Kosten - u.a. bei der Herstellung komplexer Bauteile mit Hinterschneidungen und durch eine schnellere Produktion der Werkzeuge. Lagerhaltungs- und Instandhaltungskosten für Spritzgusswerkzeuge oder Ersatzteile fallen ebenfalls weg. Zudem lassen sich Protopyen und Bauteile in fast allen serienüblichen Spritzgussmaterialen anfertigen und in Kleinstmengen oder gar Einzelteilen herstellen, wodurch auch eine Ersatzteilbevorratung optimiert werden kann. Beim Einsatz eines einmalig eingesetzten Werkzeuges liegt die Losgröße typischerweise zwischen 1 und 30. Beim Einsatz wiederverwertbarer 3D-gedruckter Werkzeuge ist die Losgröße abhängig von Verfahren und Bauteilen durchaus größer. Zudem kann künftig ein Werkzeug immer wieder aus einem einzigen Datensatz hergestellt werden. So kann die Prototypenherstellung als Dienstleistung anhand übersandter CAD-Daten seitens des Kunden erfolgen. Des Weiteren begleitet das Unternehmen im Rahmen einer umfassenden "Turn-Key-Solution" die Kunden beim Einsatz der Technologie vor Ort.