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24.02.2020

Kunststoff-3D-Druck ersetzt Metallgriff

Der auf einer EOS-SLS-Anlage gefertigte Griff hält 900 Nm-Drehmoment stand

Bei der Wartung von Armaturen müssen oft hohe Kräfte aufgewendet werden, um Rohrleitungen zu öffnen und wieder zu schließen. Trotzdem können die verwendeten Schieberdrehgeräte durch 3D-Druck vereinfacht und kostengünstiger gemacht werden – bei gleicher Stabilität.

Das 3S AIG XS zur dient zur Wartung und Instandhaltung von Armaturen © 3S Antriebe

Das 3S AIG XS zur dient zur Wartung und Instandhaltung von Armaturen und kann bis zu 900 Nm Kraft an die Armatur bringen. © 3S Antriebe

Damit wir alle jederzeit sauberes Wasser aus der Leitung bekommen, müssen die Netze der Wasserversorger permanent gewartet werden. Dazu gehört auch die Instandhaltung der benötigten Erdarmaturen. „Besonders bei älteren Armaturen kann viel Kraft nötig sein, um die Armaturen mehrmals auf- und zuzudrehen, um diese wieder gangbar zu machen“, erläutert Daniel Bohle, der beim Berliner Unternehmen 3S Antriebe als Konstrukteur tätig ist.

Um den Anteil an körperlicher Schwerstarbeit zu reduzieren, hat die 3S Antriebe GmbH ein Schieberdrehgerät für den weltweiten Einsatz entwickelt: Das 3S AIG XS kann bis zu 900 Nm Kraft an die Armatur bringen.

3S Antriebe war damit vor einige Herausforderungen gestellt: Qualitätsschwankungen, teure Nacharbeiten, Herausforderungen beim Preis und mangelnde Transparenz bei der Preisgestaltung. Hinzu kam ein relativ hohes Maß an Komplexität der Baugruppe durch verschiedene Techniken und Materialien.

Ist 3D-Druck für diese Herausforderung die geeignete Technologie?

Nachdem das eigentliche Gehäuse wegen seiner Komplexität von Anfang an additiv hergestellt wurde, legte Daniel Bohle nach diesem Erfolg den Fokus auf den Griff des Schieberdrehgeräts: „Das Bauteil war früher aus Metall gefertigt, wofür wir mehrere Partner benötigten. Wir fertigen zwar in Serie, aber es ist natürlich keine Massenproduktion mit Millionen Stück. Die additive Fertigung ermöglicht uns hier, unabhängiger und mit einem zentralen Ansprechpartner zu agieren“, erläutert Konstrukteur Daniel Bohle.

3D-optimierte Konstruktion sorgt für Gewichtsreduktion

Die EOS P 770: Das Laser-Sinter-System ist für Bauteile von bis zu 1 m geeignet. © EOS

Die EOS P 770: Das Laser-Sinter-System ist für Bauteile von bis zu 1 m geeignet. © EOS

Dieser Partner ist Hasenauer & Hesser. Hans-Jörg Hesser aus der Geschäftsführung verrät ein paar Details zum Auftrag: „Unser Kunde benötigte bei kurzen und verlässlichen Lieferfristen ein präzise und wirtschaftlich zu fertigendes Bauteil, und das trotz einer vergleichsweise kleinen Losgröße. Funktionsintegration spielte dabei nur eine untergeordnete Rolle, ist aber ebenfalls dabei. Mit der bewährten EOS P 770 verfügen wir über genau die richtige Fertigungsanlage.“

Beim Bau des Griffs setzt Hasenauer & Hesser auf PA 12 (PA 2200). Das extrem stabile und langlebige Polymer ist sehr leicht und sorgt so mit der 3D-optimierten Bauweise für Gewichtsersparnis.

Teilereduktion: Aus 9 mach 1

Der neue funktionsintegrierte Griff besteht aus einem einzigen Teil. Sein Vorgänger aus neun. © 3S Antriebe

Der neue, funktionsintegrierte Griff besteht aus einem einzigen Teil. Sein Vorgänger aus neun. © 3S Antriebe

Den eigentlichen Produktionsprozess führt Hasenauer & Hesser in bewährter Form aus: CAD-Daten bilden die Grundlage, das SLS-System von EOS erstellt den Griff im Anschluss im Schichtbauverfahren. Die erwähnte Funktionsintegration ermöglichte, den Schalter ergonomisch günstig direkt im Griff zu platzieren.

Der von Daniel Bohle neu konstruierte Griff wird in einem „Druck“ gefertigt – die Anzahl der Teile reduzierte sich damit von neun auf ein einziges. Musste das Unternehmen zuvor noch mit jeweils vier Zulieferern zusammenarbeiten, ist es nun ausschließlich Hasenauer & Hesser. „Das vereinfacht alles, von der Buchhaltung über Verhandlungen bis hin zur Lagerhaltung“, so Bohle. „Wir haben jetzt einen Ansprechpartner für alles, das senkt den Aufwand ganz enorm. Und natürlich profitiert die Qualität, die nun gleichbleibend ist, da die Handarbeit vollständig entfällt.“

Lieferzeit reduziert sich auf wenige Tage

Denn durch die additive Fertigung entfällt das Entgraten, Schneiden, Kleben und Justieren. Dank Funktionsintegration entfällt auch das Schneiden von Gewinden, die mitgedruckt werden können. Dass die Montagezeit pro Teil so um rund 40 Minuten sinkt, ist für Bohle und seine Kollegen zwar sehr erfreulich, aber bei weitem nicht der einzige Vorteil. Für ihn zählt vor allem, dass die Lieferzeit zuverlässig, kalkulierbar und kürzer ist: „Wenige Tage statt vieler Wochen – das macht vor allem für unsere Kunden schon einen Unterschied.“

Ein weiteres Ergebnis ist eine sauberere Fertigung für die Mitarbeiter, denn das Schleifen und die Laminierung entfallen. Das Thema Wirtschaftlichkeit hat für Bohle mehrere Aspekte: „Es zählt ja nicht nur der Preis an sich, auch dessen Zustandekommen. Beim 3D-Druck ist das alles transparent und volumenbasiert kalkulierbar. Ich persönlich bin froh um jedes Teil, das ich nun aus Kunststoff fertigen kann.“

Unternehmensinformation

EOS GmbH Electro Optical Systems

Robert-Stirling-Ring 1
DE 82152 Krailling
Tel.: 089 89336-0
Fax: 089 89336-285

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