ARBURG_35207-03 Freeformer Additive Fertigung

Ein großer Vorteil bei der Arbeit mit dem Freeformer ist, dass weder Emissionen noch andere Rückstände anfallen und deshalb keine weitere Infrastruktur erforderlich ist. Auf Absauganlagen oder Kühlwasser kann verzichtet werden. Bild: Arburg

Die neuen Freeformer von Arburg eignen sich zur industriellen Additiven Fertigung funktionsfähiger Kunststoffteile auf Basis von 3D-CAD-Daten und qualifizierten Standardgranulaten präsentieren. „Der Bedarf, aus qualifizierten Standardgranulaten funktionsfähige Bauteile ohne Werkzeug einzeln oder in Kleinserie zu produzieren, ist definitiv da. Mit unserem Freeformer und dem Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) steht Kunststoffverarbeitern und Dienstleistern dazu ein additives Fertigungssystem zur Verfügung, das sogar Kunststoffteile aus zwei verschiedenen Materialien herstellen kann. Das Interesse daran ist entsprechend groß“, sagt Heinz Gaub, Geschäftsführer Technik bei Arburg. Zum einen lassen sich mit dem Freeformer sehr schnell Prototypen im Originalmaterial herstellen, auf teure Aluminium-Werkzeuge kann fallweise verzichtet und dadurch ein neues Produkt schneller serienreif gemacht werden, heißt es. „Zum anderen ist die Möglichkeit interessant, funktionsfähige Bau- und Ersatzteile werkzeuglos sehr kurzfristig einzeln oder in kleinen Stückzahlen herzustellen oder – kombiniert mit Spritzgießen – Großserienteile zu individualisieren“, so Gaub weiter

Der Freeformer arbeitet auf Basis von 3D-CAD-Daten und kostengünstigen qualifizierten Kunststoffgranulaten. Standardmäßig ist er mit zwei Austragseinheiten bestückt. Somit kann der Freeformer eine zusätzliche Komponente verarbeiten, um etwa ein Bauteil in verschiedenen Farben, mit spezieller Haptik oder als Hart-Weich-Verbindung zu erzeugen. Alternativ lassen sich Strukturen aus einem wasserlöslichen Stützmaterial aufbauen, um komplexe Bauteilgeometrien zu realisieren. Nach Entfernen der Stützstrukturen im Wasserbad können die Bauteile auch als Designmuster sowie für Funktions- und Montagetests genutzt werden.

Als weitere Option kann eine Stützstruktur auch aus dem gleichen Material wie das Bauteil aufgebaut werden. Eine ausgedünnte Zwischenschicht mit gezielt erzeugten Sollbruchstellen sorgt dafür, dass sich die Stützstruktur später einfach mechanisch ausbrechen lässt. Diese Variante wird bevorzugt für Bauteile mit freistehenden Strukturen und klaren Kanten eingesetzt.

Beim Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) bilden handelsübliche, kostengünstige Kunststoffgranulate die Grundlage – einer der Vorteile gegenüber anderen Verfahren der additiven Fertigung. Das Granulat wird ähnlich wie beim Spritzgießen zunächst in einem Plastifizierzylinder aufgeschmolzen. Über die Düse der starren Austragseinheit werden die Kunststofftropfen mittels hochfrequenter Piezotechnik im vorgegebenen Takt (60 bis 200 Hz) schichtweise auf den Bauteilträger aufgetragen. Der Durchmesser der unter Druck erzeugten Kunststofftropfen beträgt je nach Düse zwischen 0,2 und 0,3 mm.

Der bewegliche Bauteilträger wird so positioniert, dass jeder Tropfen auf die vorher berechnete Stelle gesetzt wird. Die Tropfen verbinden sich dann beim Abkühlen von selbst. So entsteht Schicht für Schicht das gewünschte dreidimensionale Bauteil. Der Bauraum des Zwei-Komponenten-Freeformers bietet Platz für Teile, die maximal 154 x 134 x 230 mm groß sind.

An einem PC werden die 3D-CAD-Daten der herzustellenden Bauteile (STL-Files) offline aufbereitet. Eine spezielle Software zerlegt durch Slicing das Datenmodell des Bauteils rechnerisch in einzelne Schichten und erzeugt dabei die erforderlichen Fertigungsdaten. Nachdem die Freeformer-Steuerung diese Daten empfangen hat, die die Verfahrwege der Achsen festlegen, kann die Produktion starten. Das Bedienen ist denkbar einfach, spezielle Programmier- oder Verarbeitungskenntnisse sind nicht erforderlich, heißt es weiter.

Ein großer Vorteil bei der Arbeit mit dem Freeformer ist laut Arburg, dass weder Emissionen noch andere Rückstände anfallen und deshalb keine weitere Infrastruktur erforderlich ist. Auf Absauganlagen oder Kühlwasser kann verzichtet werden. Das System ist daher auch für den Einsatz in einer Büro- und Laborumgebung geeignet. Ein weiteres breites Einsatzspektrum eröffnet der Freeformer durch die Möglichkeit, Serienprodukte durch eine nachgeordnete Bearbeitung zu individualisieren.