3D-Druck live für Cat-Baumaschinen

Schwere Erdbewegung ist normalerweise das Metier von Caterpillar. Dass inzwischen auch im 3D-Druck von kleinen Bauteilen oder speziellen Werkzeugen für Baumaschinen immer größere Fortschritte erzielt werden können, konnten Besucher auf der Bauma erfahren. In der Halle B6 im Bereich des Caterpillar-Performance-Centers zeigte Zeppelin besondere Exponate aus additiver Fertigung. Ausgestellt waren nicht nur Musterbeispiele für Werkzeuge, mit denen ver-anschaulicht wurde, was mit 3D-Druck möglich ist, sondern jeden Messetag kamen neue Bauteile wie zum Beispiel kleine Halterungen für Hydraulikzylinder an kompakten Radladern quasi druckfrisch dazu. Denn der 3D-Drucker lief während der Messewoche und produzierte laufend Nachschub vor den Augen der Messebesucher.

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Für manches Bauteil oder ein bestimmtes Werkzeug für Wartungsarbeiten an Baumaschinen wirft die Abteilung Service-Technik-Schulung einen ihrer beiden Drucker an. „Mit dem Fortschritt der additiven Fertigung haben wir uns inzwischen zwei 3D-Drucker, einen FDM-Drucker für kleine und mittelgroße Teile sowie einen SLS-Drucker für komplexe Kleinteile zugelegt. Wir fertigen Werkzeuge für unsere Niederlassungen an, falls es schnell und kosten-günstig gehen muss“, erklärt Dr. Hubert Mariutti, Leiter der Abteilung Service-Technik-Schulung (STS). Es können etwa Werkzeuge sein, die zum Einmessen eines Kettenbaggers verwendet werden. Mittlerweile sind auch besondere Werkzeugschlüssel entstanden. Selbst für Schulungszwecke der eigenen Auszubildenden im Service wurden beispielsweise Planetengetriebe hergestellt.
Zudem kam der 3D-Druck bei Bauteilen zum Einsatz, etwa für Halterungen von Hydraulikzylindern an kompakten Radladern. „Dafür bekommen wir dann als Händler die nötigen Druckdaten von Caterpillar“, so Dr. Hubert Mariutti.

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Modifiziertes Werkzeug – optimiert auf die jeweilige Maschine und Anforderung

Auch besondere Kundenwünsche können realisiert werden, wenn bestimmte Bauteile den Umgang mit den Cat Maschinen erleichtern. So wurde zum Beispiel in der Vergangenheit schon eine neue Schalterblende angefertigt und am bestehenden Griff des Joysticks für kompakte Radlader der M-Serie eingesetzt. Normalerweise befindet sich der FNR-Schalter, also der Schalter für die Änderung der Fahrtrichtung, auf der Vorderseite des Joysticks. Weil manche Kunden aber diesen gleichzeitig mit weiteren Funktionen bedienen wollten, wurde der FNR-Schalter auf der Rückseite angebracht. Auch hier half die Abteilung STS aus und unterstützte den Service in den Niederlassungen mit dem 3D-Druck. Extra mit dessen Hilfe produziert wurden auch schon individuelle Griffschalen für Fahrer oder die Form des Joysticks wurde entsprechend angepasst, weil ein Kunde einen Fahrer hatte, der diesen aufgrund eines Unfalls nicht mehr wie üblich bedienen konnte.

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Was gemeinhin mit dem Schlagwort 3D-Druck bezeichnet wird, lässt sich mit dem Aufbringen verschiedener Schichten erklären. Deren Auftrag erfolgt computergesteuert.

• Als Werkstoffe der additiven Fertigung dienen Filamente, die wie ein Draht aufgerollt in verschiedenen Werkstoffeigenschaften verfügbar und auch auf Wunsch miteinander kombiniert werden können.
• Unter Filamenten versteht man thermoplastische Kunststoffe, die teilweise auch feinste Carbon- oder Glasfasern enthalten können. Sie werden abhängig vom Werkstoff auf 200 bis 300 Grad erhitzt, damit dann der schichtweise Aufbau beginnen kann, der dann aushärten muss. Filamente müssen entsprechende Eigenschaften und Anforderungen erfüllen. Konkret müssen sie hitzebeständig und stabil sein, aber gleichzeitig auch noch durch Schleifen nachbearbeitet werden können.

„Noch drucken wir kein Metall und noch müssen die Bauteile keinen extremen mechanischen Belastungen standhalten können. Das kann sich aber ändern, wenn der 3D-Druck weiter voranschreitet“, so Dr. Hubert Mariutti.

Was für den 3D-Druck spricht, ist der Faktor Zeit

In der Regel läuft der Drucker über Nacht oder das entsprechende Teil wird von der Abteilung STS über das Wochenende ausgedruckt. Somit können Kunden davon profitieren, wenn sie keine langen Wartezeiten in Kauf nehmen müssen, bis das Bauteil an Ort und Stelle ist, sondern es gleich aus dem Drucker kommt. Erst entwickelt Martin Hirsch, Instruktor von STS, mithilfe einer CAD-Software ein Bauteil, dann wird es gedruckt. „Nur wenn es alle Anforderungen erfüllt, geht es in Serie. Mit dem 3D-Druck können wir nicht nur beim Materialverbrauch, sondern auch bei der Produktionszeit, insbesondere für einen langwierigen Engineering-Prozess, sparen“, erklärt Dr. Hubert Mariutti die Vorteile.

Quelle: Zeppelin Baumaschinen