3D-Drucker im Einsatz - Neuzugang unterstützt die Konstruktion

Die Abteilung Konstruktion hat technisch aufgerüstet: Seit Juli 2021 können feingliedrige Kunststoff-Komponenten nun mit neuem Gerät gedruckt werden. Die Technologie des neuen 3D-Druckers unterscheidet sich allerdings völlig von der der bisher verwendeten Apparatur, wie Philipp Benker, Konstrukteur bei GEALAN, erklärt: „Vorher haben wir Zubehörteile immer im so genannten FDM-3D-Druck-Verfahren erzeugt. Das heißt, hier ist ein ABS-Kunststoff-Draht mit 2 mm Durchmesser auf einer Kassette aufgespult. Im Drucker wird der Draht dann erhitzt und aufgeschmolzen, das 3D-gedruckte Bauteil so Schicht für Schicht aufgebaut.“

Unterschiedliche Fertigungsverfahren mit 3D-Drucker 

Der neue 3D-Drucker arbeitet hingegen im so genannten Stereolithografieverfahren (SLA). Das ist ein additives Fertigungsverfahren, um flüssiges Harz in ausgehärteten Kunststoff zu transformieren. Mittels Laser wird das Kunstharz dann verfestigt. Das Harz befindet sich in zwei Kartuschen, die an den Drucker angesteckt werden. Es wird dem Harztank automatisch zugeführt und - während die Teile gedruckt werden - immer wieder nachgefüllt. „Mehr als drei Dutzend Materialien können hier zum Einsatz kommen, jeweils für verschiedene Einsatzbereiche. Je nachdem, was wir drucken wollen, werden das Harz und der Harztank gewechselt“, beschreibt Philipp Benker und bringt Beispiele: „Mit unserem FDM-Drucker sind ausschließlich feste Bauteile herstellbar - mit dem neuen SLA-Verfahren lassen sich unter anderem flexible, hochfeste oder temperarturbeständige Prototypen drucken.“

Die Fertigung erfolgt vollautomatisch aus am Computer erstellten CAD-Daten. Bei GEALAN cloudbasiert: „Wir können am Rechner in Echtzeit nachvollziehen, wie viel Material verbraucht wird, bei welcher Schicht der Drucker gerade ist und wann der Druckjob endet.“

Rund ein, zwei Stunden benötigen kleinere Teile – ist die Bauplattform mit großformatigen Teilen bestückt, kann die Druckzeit schnell über 50 Stunden betragen, bis die fertigen Teile gedruckt sind. Vorteil des neuen SLA-Druckers gegenüber der FDM-Variante ist das größere Druckvolumen: Wo der bisherige GEALAN-Drucker maximal im Format 20x20x15 cm drucken konnte, ist mit dem SLA-Drucker der deutlich größere Bauraum von 33,5x20x30 cm möglich. Philipp Benker ergänzt einen weiteren Vorteil des Neuzugangs: „Die Schichtdicken können gegenüber dem FDM-Verfahren viel feiner eingestellt werden. Hier reicht die Schichtdickeneinstellung von 0,025 bis 0,3 Millimeter und ermöglicht so eine glattere Oberflächenbeschaffenheit und feinere Details.“

Was kommt bei GEALAN aus dem 3D-Drucker? „Eigentlich unser ganzes Sortiment an Zubehörteilen: Das sind zum Beispiel Schwellenhalter, Pfostenverbinder und Stulpkappen - alles was wir als Spritzgussteile konstruieren, können wir hier drucken. Aber auch Hilfsmittel wie etwa Bohrschablonen oder Prüflehren können problemlos umgesetzt werden.“ Die gedruckten Bauteile werden dann für erste Prüfungen genutzt, wie Philipp Benker erklärt: „Es geht darum, ein Teil mal in der Hand zu haben, es testweise zu verbauen, zu schauen, ob es zum Beispiel irgendwo kollidiert und ob die Funktion der Vorstellung entspricht.“

Auch der „alte“ FDM-Drucker ist bei GEALAN noch im Einsatz, seit 2016 tut der seinen wertvollen Dienst. Früher, also bevor man bei GEALAN den 3D-Druck im eigenen Haus hatte, wurden additiv gefertigte Bauteile als Dienstleistung beauftragt. „Die Teile wurden da noch im so genannten SLS-Verfahren hergestellt, in dem pulverisiertes Kunststoffmaterial mittels Laser aufgeschmolzen wurde. Das war nicht nur deutlich teurer, wir hatten auch noch zusätzliche Wartezeiten, bis die bestellten Objekte geliefert wurden“. In diesen Zeiten für die Konstruktions-Abteilung zum Glück kein Thema mehr, wie Philipp Benker bestätigt: „Heutzutage können wir die Teile, die wir benötigen, einfach über Nacht drucken.“