In einer Fallstudie demonstriert Mantle wie das Unternehmen Fathom Manufacturing mit der Metall-3D-Druck-Technologie von Mantle 45 % an Zeit bei der Herstellung von Produktionswerkzeugen spart. Die EDM-Oberflächenveredelung dauert statt 100 Stunden nur noch 27 Stunden. Wir fassen die Inhalte der Fallstudie einmal zusammen.

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Fathom und Mantle LogosDas Fertigungsunternehmen Fathom Manufacturing nutzte laut einer Fallstudie von Mantle dessen Metall-3D-Druck-Technologie, um ein Produktionsspritzgusswerkzeug, das ein Kunde für medizinische Geräte benötigte, deutlich schneller herzustellen. Traditionell dauert die Fertigung eines solchen Werkzeugs über 200 Stunden in viereinhalb Wochen, da die komplexe Art der Kavitäts- und Kerneinsätze sehr aufwendig in der Herstellung ist, heißt es in der Fallstudie. Mit dem 3D-Druck-System von Mantle gelang es Fathom, den Prozess auf 110 Stunden zu reduzieren und so 45 % der Zeit einzusparen. Das Werkzeug war in nur zwei Wochen fertig. Vor Kurzem gab Mantle die Einführung des Metall-3D-Druckers P-200 mit TrueShape-Technologie und des Sinterofens F-200 bekannt.

Kavitäts- und Kerneinsätze für Kunden aus der Medizinprodukte-Branche

Kavitäten- und Kerneinsätze anzufertigen dauert am längsten. Diese werden zum Formen von Kunststoffteilen genutzt. Normalerweise programmierten die Bediener eine CNC-Maschine, frästen die allgemeine Werkzeugform weich, schickten die weich gefrästen Werkzeuge zur Wärmebehandlung, frästen den wärmebehandelten Stahl hart, programmierten Maschinen zur Herstellung von EDM-Elektroden, bedienten Senk- und Drahterodiermaschinen, um feine Details herzustellen, die nicht gefräst werden können, und polieren die Einsätze, bevor sie diese in einen Formaufbau montieren.

Mantle P-200 (links) und F-200 (rechts)
Mantle bringt die den 3D-Drucker P-200 (links im Bild) und den Sinterofen F-200 (rechts im Bild) auf den Markt (Bild © Mantle).

Fathom sollte für einen Kunden aus der Medizinprodukte-Branche, der die Produktion hochfuhr, diese Einsätze herstellen. Diese benötigten tiefe Rippen und viele kleine Merkmale, die nicht einfach bearbeitet werden konnten. Die Erodierarbeit würde 100 Stunden dauern und das Polieren erschweren, da dies den Stahl härtet. Mit der 3D-Druck-Technolgie von Mantle konnte Fathom Einsätze aus H13-Stahl herstellen. Diese wiesen die Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und feinen Merkmale auf und kamen den Anforderungen des Produktionswerkzeugs nahe. Fathom musste durch den Druck der Merkmale keine groben Fräsarbeiten durchführen, bevor die Einsätze zur Wärmebehandlung geschickt wurden.

Ergebnis

Es war nach der Rückkehr der Einsätze kein hartes Fräsen notwendig. Sie benötigten nur 27 Stunden EDM-Operationen, um die feinen Merkmale auszubessern. Der Wegfall der CNC-Fräsprogrammierung, des Schruppfräsens und des Hartfräsens sparte am meisten Zeit ein. EDM-Operationen (Oberflächenveredelung) reduzierten sich von 100 Stunden auf 27 Stunden, was wiederum die Polierzeit reduzierte und den Formenbauern von Fathom mehr Zeit für andere Arbeiten ließ.

Fathom Manufacturing Hohlraum- und Kerneinsätze, gedruckt mit der TrueShape-3D-Metalldrucktechnologie von Mantle (links). Kavitäts- und Kerneinsätze, nachdem Fathom die gedruckten Einsätze fertiggestellt und in ihrem modularen Werkzeugsystem montiert hatte (rechts)
Fathom Manufacturing Hohlraum- und Kerneinsätze, gedruckt mit der TrueShape-3D-Metalldrucktechnologie von Mantle (links). Kavitäts- und Kerneinsätze, nachdem Fathom die gedruckten Einsätze fertiggestellt und in ihrem modularen Werkzeugsystem montiert hatte (rechts)(Bild © Mantle).

Dale Christensen, Manager of Engineering, Fathom, sagte:

„Wir haben beim Gießen nicht einmal bemerkt, dass die Teile gedruckt wurden, wir haben Tausende von PSI in das Teil gesteckt, und es hat sich gut geformt, keine Grate oder ähnliches.“

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