Wissenschaftler*innen der Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e.V. (FGW) arbeiten an der Entwicklung eines Stellit-Werkstoffs für die Additive Fertigung. Damit könnte der Kühlungsprozess von Schmiedegesenken erheblich verbessert werden.

Schmiedeteile

Maschinenelemente

Mechanische Konstruktionselemente

Konturnahe Kühlung

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Additive Fertigung

Werkstoffe für additive Verfahren

Andere Werkstoffe

3D-gedruckte hybride Schmiedegesenke aus Stellit

Die konturnahe Temperierung bringt große Vorteile im Werkzeug- und Formenbau. Allerdings nur, wenn die Temperierkanäle für den Durchfluss des Temperiermediums offen sind. Die Experten von iQTemp fassen ihre Lösungen mit der Kurzformel „Sauber ohne Sauerei“ zusammen. Mithilfe von Filtern und einem Aktiv-Schutz gegen Korrosion arbeiten auch sehr feine und komplexe Kanalstrukturen lange und zuverlässig.

Spritzgießwerkzeuge

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Saubere Temperierkanäle ohne Sauerei

Die konturnahen Temperier-Lösungen für Spritzguss- und Druckgusswerkzeuge iQtemp von Renishaw und Listemann sind unempfindlich gegen Korrosion und Verschmutzung.

Mit Korrosionsschutz

Stanzgestelle, E-Einbauteile, Werkstattbedarf: Meusburger hat mittlerweile eine Produktpalette von rund 96 000 Artikeln im Angebot. Die Produktneuheiten orientierten sich dabei oft an den Kundenwünschen.

Normalien

Stanzwerkzeuge

Starke Helfer fürs Stanzen

Protiq hat einen Online-Konfigurator für Induktoren und Zahnräder entwickelt, mit dem sich Ersatzteile individuell gestalten und schnell drucken lassen. 

Printing on Demand 

Zweieinhalb Jahre haben Canto und Partner im Projekt ¿ProPumpe` an einem Werkzeug zur einteiligen Herstellung von 3D-Pumpenlaufrädern getüftelt. Um die schwierige Entformung zu simulieren, verwendeten sie additiv gefertigte Modelle von Werkzeug und Bauteilen.   

Rapid Prototyping

Rapid Tooling

Knifflige Werkzeugtechnik  

Es bleibt eine Herausforderung, Additive Manufacturing wirtschaftlich im Fertigungsalltag  umzusetzen. Karsten Heuser vom Vorstand der VDMA Arbeitsgemeinschaft AM spricht im  Interview über Hürden, Herausforderungen und die Branchenentwicklung bis 2030. 

Die große Vielfalt des AM 

641 Aussteller (Stand: 31.10.18) haben sich zur vierten Ausgabe der formnext angemeldet. Zahlen, auf die Messeveranstalter Mesago stolz sein kann. Die zwei Ebenen der Messehalle 3 des Frankfurter Messegeländes mit 36.000 qm sind ausgebucht. Die begleitende TCT Fachkonferenz musste in Halle 4 umziehen, um neuen Ausstellern Platz zu machen. 

Vorglühen zur formnext 2018 

Auf dem Weg zum Seriendruck: Mit automatisierten Prozessen will Trumpf die Handarbeit beim 3D-Druck reduzieren. Mit den selbst entwickelten Technologien Powder Bed Monitoring und Melt Pool Monitoring lässt sich die Qualität schon während des Druckvorgangs überwachen. 

Weniger Handarbeit  

Das Team von Historic Royal Palaces feierte gemeinsam mit 3D Systems die Neueröffnung der chinesischen Pagode in den Kew Gardens. 72 Drachen zieren das Dach, jeder für sich ein Unikat. Ein Bericht über das 3D-Druck-Projekt im XXL-Format rund um das UNESCO-Weltkulturerbe. 

3D-Druck trifft Historie  

DMG Mori präsentiert für die additive Fertigung im Pulverbett (Selective Laser Melting) die Lasertec 30 SLM 2nd Generation. Die Maschine hat einen Bauraum von 300 × 300 × 300 mm. Zwei Prozessketten lassen sich mit der Pulverbetttechnologie realisieren: Zum einen können Anwender additiv gefertigte Werkstücke auf einer Fräsmaschine wie der 5-achsigen DMU 50 3rd Generation mit der erforderlichen Oberflächenqualität nachbearbeiten. Zum anderen kann die Lasertec 30 SLM 2nd Generation im Pulverbett zuvor gefräste Grundplatten oder -körper ohne Stützstrukturen fertigstellen. 

DMG Mori zeigt neue Anlage für additive Fertigung 

Die Paul Horn GmbH nutzt die additive Fertigung bei der eigenen Werkzeugherstellung, insbesondere bei der Herstellung von Prototypen, Sonderwerkzeugen und Trägerwerkzeugen. Die sich dadurch ergebenden erweiterten Möglichkeiten stellt das Tübinger Unternehmen nun auch seinen Kunden und Partnern zur Verfügung. 

Horn unterstützt Kunden bei der additiven Fertigung 

3D Systems feierte gemeinsam mit dem Historic Royal Palace in London die Neueröffnung der chinesischen Pagode im Kew Garden.  Wie das XXL-3D-Druck-Projekt rund um das UNESCO-Weltkulturerbe ablief, recherchierte die Form+Werkzeug-Redaktion vor Ort. 

72 Drachen aus dem 3D-Drucker für den Londoner Kew Garden 

"Den reinen Prototypenbau hat die Branche längst hinter sich gelassen", sagt Sascha Wenzler.  Ein Gespräch über die Dynamik einer jungen Technologie, über die weiteren Pläne für eine  aufstrebende Formnext und das Wir-Gefühl in der AM-Community. 

Messeveranstalter

Interview zur Formnext 2018 

Welche Highlights erwarten die Besucher auf der diesjährigen Rapid.Tech+FabCon 3.D – vor allem die aus dem Werkzeug- und Formenbau? Michael Kynast, Geschäftsführer der Messe Erfurt, gibt Antworten im exklusiven Interview mit der Form+Werkzeug-Redaktion. 

Rapid.Tech+FabCon 3.D 2018 

Nonnenmann eröffnet mit dem Metall-3D-Druck ein neues Geschäftsfeld. Das Unternehmen bietet die Technologie als Komplettpaket mit Fertigbearbeitung an. Zum Einsatz kommt dabei ein neuer, korrosionsbeständiger Werkstoff zur additiven Fertigung.

Wir sehen die Corona-Zeit als Chance, die Weichen für die Zukunft zu stellen und für unsere Kunden neue,  innovative Produkte und Lösungen zu  erarbeiten“, erklärt Geschäftsführer  Volker Nonnenmann, dessen Unternehmen bislang hauptsächlich als Normteilhersteller bekannt ist. Für den Aufbau des neuen Geschäftsfelds hat sich Nonnenmann für das selektive Laserschmelzen (SLM) entschieden.

Im SLM-Verfahren werden die Bauteile durch das schichtweise Aufschmelzen von metallischem Pulver generiert. Die Fertigungstechnologie ermöglicht es, konturnahe Werkzeugtemperierungen umzusetzen und dadurch die Bauteilqualität und Zykluszeit in der Spritzgussproduktion zu optimieren. Für den  Metall-3D-Druck bietet Nonnenmann das bereits etablierte Material 1.2709 an, das für viele Anwendungen und Anforderungen im Werkzeug- und Formenbau einsetzbar ist. Im Bereich der Werkzeugstähle zur additiven Fertigung sind bis dato nur wenige Materialien  verfügbar, denn nicht jedes aus der konventionellen Fertigung bekannte Material ist auch in Pulverform verfügbar. Daher liegt das zukünftige Potenzial auf der weiteren Materialentwicklung. Nonnenmann macht hier einen Schritt nach  Vorne und bietet zusätzlich einen korrosionsbeständigen Werkzeugstahl an.

Er ähnelt in seinen Eigenschaften und der Zusammensetzung dem bekannten 1.2083, ist jedoch für den 3D-Druck  optimiert. Seine Korrosionsbeständigkeit gewährleistet eine lange Lebensdauer der damit gefertigten Bauteile. Beide  Materialien lassen sich bei Bedarf beschichten und sind polierbar. Durch Wärmebehandlung erreichen die Werkstoffe eine Arbeitshärte von 48 bis 52 HRC.

Kunden können die AM komplett außer Haus geben

„Wir wollen es für unsere Kunden so  einfach wie möglichen machen“ berichtet Danny Dispan, Technischer Leiter bei Nonnenmann. „Nach der Konstruktion des Kunden übernehmen wir den  gesamten Leistungsumfang bis hin zum finalen einbaufertigen Bauteil, alles aus einer Hand“, ergänzt Dispan. Für die  kundenspezifische Fertigbearbeitung greift das Unternehmen auf die langjährige Erfahrung als verlängerte Werkbank für Zeichnungs- und Präzisionsteile zurück. Der Kunde profitiert von den Vorteilen der additiv gefertigten Bauteile, ohne selber in teure Maschinentechnologien zu investieren.

Vom Kunden benötigt Nonnenmann lediglich die CAD-Daten des  finalen Bauteils im STEP-Format.  Daraus erzeugt der Dienstleister die erforderlichen Daten inklusive Aufmaß für den additiven Fertigungsprozess und führt anschließend die einbaufertige Fertigbearbeitung kundenspezifisch nach den Konstruktionsdaten durch. Hierbei bietet das Unternehmen die üblichen Bearbeitungsverfahren im Werkzeugbau an: Fräsen, Drehen, Flach- und Rundschleifen sowie Draht- und Senkerodieren. Die additive Fertigung ist möglich für Bauteile bis zur max. Abmessung von 250 x 250 x 300 mm. Druckbar ist ein minimaler Temperierkanal von 1 mm Durchmesser. Die Schichtdicken im SLM-Fertigungsprozess betragen 0,05 mm. Wandstärken müssen mindestens  1 mm betragen.

Warum ist AM für konturnahe Temperierung so geeignet?

Eine konventionelle Temperierung,  gefertigt durch klassische spanende Bearbeitungsverfahren, besteht aus geradlinigen Rohrkühlbohrungen. Die geometrische Freiheit der Temperierkanalanordnung ist durch die Fertigungstechnik eingeschränkt. Die Positionierung ist daher nicht immer  optimal möglich. Außerdem besteht Kollisionsgefahr mit anderen Bauteilen wie zum Beispiel den Auswerfern.

Bei der konturnahen Temperierung folgen die Temperierkanäle der Kavitätskontur, die Anordnung ist der Bauteilkontur angepasst. Auch kleine  Kanalquerschnitte dicht unter der Oberfläche sind realisierbar. Die konturnahe Temperierung bewirkt eine einheitliche Werkzeugwandtemperatur, da lokale Temperaturerhöhungen vermieden werden. Daraus resultieren die Vorteile von höheren Kühlleistungen, besserer Bauteilqualität und  kürzeren Zykluszeiten. Die Ausschussquote sinkt, die Ausbringungsmenge pro Werkzeug und Maschine steigt. Die Freiheit dieser flexiblen Anordnung der Kanäle wird durch AM möglich. Auch die Bauteilentformung wird optimiert, da der in der Werkzeugkonstruktionsphase bekannte Kompromiss aus Temperierung und Entformung entfällt. Auswerferpositionen können ideal gesetzt und von der Temperierung „umlaufen“ werden.

Allerdings müssen die Potenziale der additiven Fertigung bereits in der Konstruktionsphase bedacht werden. Dafür ist ein Umdenken in der Konstruktion  erforderlich. Hier sind die Konstrukteure gefragt, das Bauteil auch 3D-Druck- gerecht zu konstruieren. So sind zum Beispiel bei Schrägen größer als 45° oder Bohrungen größer als 8 mm Stützstrukturen erforderlich. Nicht alles, was bisher klassisch gefertigt und zerspant wurde, ist auch für den 3D-Druck geeignet.

Nonnenmann GmbH  

www.nonnenmann.net

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Diffizil: 3D-Druck von technischen Kunststoffteilen für Höhlentaucher</li><li>Agil: Horn im Interview über Unternehmensführung in schwierigen Zeiten</li><li>Mobil: Polieren, Schleifen und Werkzeugreparaturen kabellos durchführen</li></ul>

Ausgabenartikel

3D-Druck im Werkzeug- und Formenbau: Nonnenmann realisiert konturnahe Kühlungen im SLM-Verfahren.

Nonnenmann - Hauptartikel

ausgabe 06/2020

ausgabe 05/2020

ausgabe 02/2020

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