Eine gute Verbindung Revolutionäre Technologie trifft solide Technik

Wie bei jedem 3D Drucker, ist absolute Präzision essentiell. Dafür bedarf es einer absolut genauen Positionierung der beiden Druckköpfe auch bei schnellen Taktfrequenzen. Die Halterung des Druckbettes muss zudem äußerst solide konstruiert sein, um jegliche Erschütterung während des Druckprozesses zu vermeiden.

Am Anfang glaubte man bei AIM3D, dass es relativ einfach sein würde, ein passendes Linearführungssystem für diese Ansprüche zu finden, da diese nicht außergewöhnlich kompliziert erschienen. Aber der Teufel steckte leider im Detail: „Wir waren auf der Suche nach einer soliden und präzisen Führung. Da der Mechanismus zum Heben und Senken der Druckköpfe auch ein direkter Eingriffspunkt vom Benutzer zu Maschine darstellt, war es uns außerdem wichtig, dass die Haptik der Linearführung stimmig ist und wertig aussieht“ erklärt der Leiter der Anlagenentwicklung bei AIM3D. Diese Kombination an Eigenschaften zu einem akzeptablen Preis zu finden, erwies sich dann doch als Herausforderung. Die Lösung kam von HepcoMotion, seit fünfzig Jahren Hersteller von hochqualitativen Linearführungssystemen und Automatisierungskomponenten.

Hier war unsere Bauschiene NV20 P2 aus unserer GV3 Reihe die beste Lösung,“ erklärt der Außendienstmitarbeiter. „Unser GV3-Führungssystem ist extrem hochwertig und vor allem kann man das Spiel, welches zwangsweise über die Zeit entsteht, ohne Ausbau nachjustieren,“ erklärt er.  „Die Möglichkeit zum Nachjustieren ist tatsächlich extrem wichtig, denn bereits 10-20 Micrometer bei der ersten Schicht sind entscheidend. Auch kleinste Abweichungen sind hier unakzeptabel für das Endprodukt“ ergänzt Zielke von AIM3D.

Das Ergebnis der zweijährigen Entwicklungsarbeit der ehemaligen Wissenschaftler der Uni Rostock ist der zum Patent angemeldete AIM3D CEM E-1 Extruder, der nahezu jedes Spritzgussgranulat bis zu einem Durchmesser von 3 mm verarbeiten kann. „Das wirklich Besondere an ihm ist, dass der Kunde mit diesem Extruder kein teures Kunststofffilament oder sehr teures Metallpulver mehr zukaufen muss,“ erklärt Radon, der vor der Gründung des Unternehmens an der Uni Rostock als wissenschaftlicher Mitarbeiter gearbeitet hat. Die Möglichkeit, normales Spritzgussgranulat zu verwenden, macht den Prozess um einiges kostengünstiger. Außerdem kann sowohl für den Prototyp als auch für das finale Produkt derselbe Werkstoff verwendet werden. Dadurch wird für den Endkunden der Übergang vom Versuch zur Serie natürlich ökonomischer und schneller. „Meines Erachtens sind wir bisher die einzige Firma, die einen derart universal einsetzbaren 3D Drucker entwickelt hat. Es gibt zwar einige wenige, bei denen das Arbeiten mit Granulat möglich ist, nicht jedoch die Materialwahl beim Granulat selber und gerade dies ist ja die Besonderheit unseres Systems“, erklärt Rene Zielke, der als Leiter Anlagenentwicklung der erste Angestellte des StartUp Unternehmens war.

Eine weitere Besonderheit des 3D-Druckers ist außerdem die Trennung der Formgebung und der Verschmelzung beim Druckprozess. Im Druckprozess selber wird nur das thermoplastische Trägermaterial miteinander verschmolzen, um dem Bauteil seine Form zu geben. Anschließend kann das Bauteil, der sogenannte Grünling, noch vor dem eigentlichen Sinterprozess nachgearbeitet werden, was zu einer weiteren Senkung der Werkzeug- und Maschinenkosten während der Nachbearbeitung führen kann. Erst dann wird das Grünteil in einem zweistufigen Prozess zunächst vom thermoplastischen Trägermaterial befreit (entbindert) und anschließend in einem Ofen gesintert.

Seit knapp einem Jahr laufen die V-Linearführungen wartungsfrei in den ersten Prototypen und aufgrund der guten Erfahrungen wird man auch beim Serientyp bei HepcoMotion als Partner für diese Bauteile bleiben. Das Feedback, welches die Firma bisher auf ihre Prototypen bekommen hat, ist vielversprechend. Gerade von Seiten der Autoindustrie und deren Verwendung von glasfasergefüllten Kunststoffen gibt es großes Interesse. Denn hier sind die Margen gering und der Zwang zur ständigen Anpassung an neue Anforderungen der Hersteller groß. Da bietet ein 3D-Drucker, der nicht mehr auf ein eigenes Ökosystem angewiesen ist, sondern vielmehr mit Standardmaterialien und Werkzeugen arbeitet, dass wichtige Potential die Kosten der additiven Fertigung massiv zu senken.