Anzeige 24. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ ANDRITZ KAISER REVOLUTIONIERT DEN BAU VON MECHANISCHEN PRESSEN MIT AM-KOMPONENTEN AK 3D – The past, the present and the future Der Weg zum erfolgreichen 3D-Druckteil – durch die Kommunikation zwischen Konstrukteur und Baugruppe, im Konsens mit der Natur. Wenn alle unsere Fragen und Aufgaben schon im Detail durch die Natur gelöst sind und wir nur noch die Lösungen im Detail verstehen müssen, könnten wir sie so kombinieren, dass sie zur Lösung der Aufgabe führen. Autor: Paolo Matassoni, Leiter Entwicklung, Andritz Kaiser Bild: Andritz Kaiser Bild: Andritz Kaiser 3D-gedruckter Hydraulikblock aus Aluminium. Die Herstellung eines 3D-Druckteils fängt nicht mit der Konstruktion an, sondern viel früher. Mittels eines diagnostischen Gitters werden die Funktion, Wechselwirkung, Qualität, Dynamik und vieles mehr erfasst und bewertet. Zusatznutzen oder -funktionen werden durch einen iterativen Analyseprozess hinzugefügt oder entfernt, sodass am Ende ein optimiertes Bauteil entsteht, das technisch hocheffizient ist. Durch die Kombination verschiedener Funktionen in einem Bauteil erhalten 3D-Druckteile einen Mehrwert, der sie von konventionell hergestellten Bauteilen unterscheidet und kostentechnisch konkurrenzfähig macht. Ein Beispiel hierfür ist ein additiv gefertigter Hydraulikblock von Andritz Kaiser. Auf dem konventionellen Bauteil erkennen Laien lediglich Bohrungen auf verschiedenen Flächen. Ganz anders das 3D-gedruckte Bauteil: Hier ist deutlich zu sehen, wie die Ölkanäle verlaufen und welche Bohrung welche Funktion erfüllt. Ein Zusatznutzen ergibt sich aus der Strömungsoptimierung der Kanäle. Ein 3D-gedruckter Hydraulikblock hat ca. 20 % weniger Strömungsverluste, weshalb sich das Öl weniger stark erwärmt. Bei gleichen Querschnitten ergibt sich damit auch eine höhere Schaltgeschwindigkeit. Alternativ können auch kleinere Pumpen eingesetzt werden. So oder so erhöht sich die Energieeffizienz in diesem Bereich. AM-Komponenten in neuer Presse verbaut Andritz Kaiser ToP-Line – von der Idee zur Innovation. Das Thema additive Fertigung wurde im Rahmen der Neuentwicklung der ToP-Line-Presse (Try out and Production) bei Andritz Kaiser forciert und konsequent umgesetzt. Die ToP-Line vereinigt die Vorteile einer mechanischen Produktions-Servopresse mit den Anforderungen einer Werkzeugprobierpresse. Die Maschine zeichnet sich nicht nur durch den konsequenten Einsatz von additiv hergestellten Bauteilen aus, auch die Grundidee dieser Presse verfolgt komplett neue Ansätze. So sind z. B. die Hauptbauteile nach bionischen Gesichtspunkten gestaltet worden, bei denen ebenfalls das diagnostische Gitter zur Anwendung kam. Diese Hauptbauteile sind quasi „3D-ready“ konstruiert, aufgrund der verfügbaren Herstellungsverfahren aber als konventionelle Gussteile produziert worden. Doch auch bei der klassischen Herstellung haben sich die Vorteile der bionischen Strukturen in einer deutlich verbesserten Gießbarkeit gezeigt. Im Fokus der Entwicklung der neuen ToP-Line-Presse stand die Wirtschaftlichkeit bei der Einarbeitung neuer Werkzeuge. Das Zusammenspiel der Maschinenstruktur mit den Zusatzfunktionen ergibt eine hochflexible Maschine für den anspruchsvollen Werkzeugbau, der sowohl eine Einarbeitungspresse als auch eine stabile ■ Produktionsanlage benötigt. Andritz Kaiser GmbH www.andritzkaiser.com 36 Oktober 2021
Anzeige 24. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ ROBUST UND KOSTENEFFIZIENT: 3D-DRUCK-TECHNOLOGIEN Kunststoff-3D-Druck substituiert Metall Der industrielle 3D Druck hält in einer Reihe unterschiedlicher Industrien Einzug. Besonders die Fertigung profitiert von vielfältigen Innovationen. Dazu gehören nicht nur neue Bauteile, sondern auch Halterungen oder Montagehilfen im Bereich des Betriebsmittelbaus. HP nutzt dabei seine eigenen 3D Drucker, um selbst innovative Teile zu produzieren und einzusetzen. Damit lebt HP den Einsatz seiner Geräte vor. Autor: Jens Hübner, HP 3DP Application Specialist DACH HP entwickelt nicht nur industrielle 3D-Drucker – das Unternehmen setzt sie auch ein, um selbst innovative Teile zu entwickeln und diese in der eigenen Produktion zu nutzen. Damit ist HP immer einer der ersten Anwender seiner eigenen Technologien. Ein Beispiel dafür ist die neue Digitaldruckmaschine HP Indigo 100K. Das Gerät verfügt nicht nur über eine hohe Leistungsfähigkeit, sondern besteht auch aus über 100 im 3D-Druck gefertigten Bauteilen, von denen einige um bis zu 90 % leichter sind als traditionell gefertigte Teile. Über den gesamten Produktlebenszyklus der Maschine hinweg wurde HP Multi Jet Fusion- Druck eingesetzt, um durch kürzere Produktionszeiten den CO 2 -Fußabdruck sowie den Energie- und Materialverbrauch zu reduzieren. Gewichtseinsparung durch additive Fertigung Auch wenn sich eine robuste Tragekonstruktion nicht unbedingt für die Fertigung im 3D-Drucker zu eignen scheint: HP hat das Potenzial erkannt. Das bisherige Produkt wog nicht nur schwere 12 kg, sondern bestand aus einer Reihe von komplexen, maschinell bearbeiteten Teilen. Hinzu kommt der schwere, auf Paletten gelagerte Drucker. Die additive Fertigung bot sich hier an, um Gewicht zu reduzieren. 3D-Druck vereinfacht Konstruktion Für die Sicherheit von Digitaldruckmaschinen ist die Luftzirkulation entscheidend. Ein Gebläse im Maschineninneren leitet brennbare Gase ab. Eine zentrale Sicherheitskomponente ist dabei ein Druckschalter, der den Luftdruck an vier separaten Stellen innerhalb des Indigo 100K kontrolliert. Durch ein im 3D-Druck erstelltes Neudesign ließ sich das Bauteil erheblich vereinfachen. Gleichzeitig wurden die Leistung verbessert und das Risiko von Luftleckagen verringert. Das neue Design reduzierte die Anzahl der Einzelteile von 45 auf drei. Auch die Kosteneinsparungen waren signifikant. Eine weitere Schlüsselkomponente des Indigo 100K ist der IR-Sensor, der die Temperatur misst. Ein in 3D neu entworfenes Teil ermöglicht einen komplexen internen Luftstrom, der mit Technologien wie Spritzguss nicht möglich gewesen wäre. Das neue 3D-Teil funktioniert besser, hat die Gesamtkosten um 60 % reduziert und die Betriebszeit signifikant erhöht, da statt wöchentlicher nur noch halbjährliche Wartungsintervalle nötig ■ sind. HP 3D Printing & Digital Manufacturing www8.hp.com/de/de/printers/ 3d-printers.html Bild: HP Um das Gewicht zu reduzieren, setzt HP bei der Tragekonstruktion für einen Drucker auf additive Fertigung. Oktober 2021 37
