Der 3D-Druck verspricht eine deutliche Verbesserung der Kosteneffizienz beim Werkzeugbau. Zahlreiche Unternehmen und Hersteller aus den Bereichen Anlagen-, Formen- und Werkzeugbau setzen bereits auf 3D-Drucker, um ihre Produktionsprozesse zu optimieren. Auf dieser Seite stellen wir den 3D-Druck im Werkzeugbau einmal genauer vor, nennen Vorteile und veröffentlichen regelmäßig neue Beiträge, News und Entwicklungen zu dem Thema.
Nicht nur in privaten Haushalten, in Schulen, Forschungseinrichtungen, in Architektur- und Ingenieurbüros, sondern auch im Anlagen-, Formen- und Werkzeugbau setzt man seit Jahren verstärkt auf 3D-Druck. Zu den führenden Unternehmen, die 3D-Drucker für den Werkzeugbau und somit für den industriellen Einsatz produzieren und dabei auch erhebliche Forschungsarbeiten leisten, gehören unter anderem Concept Laser, EOS, HP Inc., SLM Solutions und einige weitere.
Die Herstellung von Werkzeugen und Bauteilen gehört zu den aufwändigsten Schritten innerhalb von Fertigungsprozessen. Konventionelle Verfahren sind hier zeitaufwändig, teuer und vom technischen Aspekt her sehr anspruchsvoll. Hier müssen oftmals einzelne Elemente miteinander verschweißt werden, was sich nicht immer einfach gestaltet. Dies ist bei der additiven Fertigung anders. Hier werden Einzelteile oder auch Serienprodukte in unterschiedlichen Mengen in einem Guss hergestellt, und das durchaus kosteneffizient, vor allem aber deutlich schneller und flexibler.
Zu den Vorteilen der additiven Fertigung im Werkzeugbau gehören unter anderem
Durch die geringeren Produktionszeiten ist auch gewährleistet, dass die jeweiligen Angebote schneller am Markt verfügbar sind. Die Kosten für eine solche, schon von ihren Maßen her teilweise sehr imposante Anlage amortisieren sich erfahrungsgemäß recht schnell. Durch den Einsatz von 3D-Druck ist nach Expertenmeinung eine gute Funktionsintegration möglich. Gleichzeitig reduzieren sich durch die Stand-alone-Prozesse die Lohnkosten.
Die 3D-Drucker-Hersteller verfeinern die Technologien immer weiter. Dadurch ist es beispielsweise mittlerweile möglich, mit Hilfe des DMLS-Verfahrens Kühlkanäle in die Werkzeuge und Anlagen zu integrieren. So lässt sich die Wärmeableitung verbessern.
Nicht vergessen sein soll, dass sich die Additive Fertigung auch für die Reparatur beschädigter Werkzeugeinsätze sehr gut eignet. Dies ist beispielsweise mit 3D-Druckern, die das DMLS-Verfahren nutzen, möglich.
Regelmäßig berichten wir im 3D-grenzenlos Magazin über Neuerungen aus dem Werkzeugbau. Hauptsächlich gehen wir dabei auf die Großunternehmen ein, die sich dem 3D-Druck verschrieben haben. Manchmal berichten wir aber auch über Firmen, die sich zum ersten Mal mit der Technologie vertraut machen wollen oder bereits gemacht haben. Oft informieren wir in unseren Beiträgen auch über Institute wie das Fraunhofer Institut, dass große 3D-Druck Anlagen nutzt, aber gleichzeitig auch an der Erforschung und Weiterentwicklung der einzelnen Technologien arbeitet. Damit Sie selbst in Zukunft nichts Wichtiges aus der Welt des 3D-Drucks verpassen, empfehlen wir Ihnen, unseren 3d-grenzenlos Newsletter zu abonnieren. Möchten Sie sich über ältere Beiträge noch einmal informieren, so finden Sie sie direkt in dieser Rubrik.
Der Werkstoffhersteller Covestro aus Nordrhein-Westfalen hat mit dem Somos® PerFORM HW ein Resin (Harz) für die Verarbeitung mit LCD- und DLP-3D-Druckern vorgestellt. Das Material empfiehlt der Hersteller vor allem für den Werkzeugbau und basiert auf das für die Stereolithographie (SLA) entwickelte Somos® PerFORM. Das neuen 3D-Druck-Material und weitere Produkten zum Additive Manufacturing präsentiert Covestro auf der RAPID+TCT in Chicago.
Forscher der Loughborough University in Großbritannien haben im Rahmen des „Circular Plastic Projects“ mit 3D-Druckern verschiedenste Werkzeuge aus Plastikabfall für die Landarbeiter in Afrika vorgestellt. Für den 3D-Druck stellten sie das Filament aus gesammeltem Plastikmüll her. Auf diese Weise wollen sie gleichfalls das hohe Abfallaufkommen in Afrika reduzieren.
Das 3D-Druck-Unternehmen ExOne stellt mit X1 Tooling eine Reihe von Lösungen für das Spritzgießen oder Umformen von Kunststoff, das Auflegen von Verbundwerkstoffen, das Gießen von Metallen und mehr vor. Das Portfolio soll außerdem bei der Herstellung 3D-gedruckter Werkzeuge in Industriequalität helfen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Der Produktdesigner Chris Borge entwarf einen 3D-gedruckten Schraubstock, der auf einem Video zu einer antiken Vorlage basierte. Für den 3D-Druck änderte er das Design, um den fraktalen Schraubstock möglichst gut druckbar zu machen. Anschließend stellte er seine Arbeit in einem YouTube-Video vor.
Der 3D-Drucker-Hersteller ExOne hat die Arbeit des schwedischen Unternehmens Celwise AB vorgestellt, die mit neuen Ideen versuchen Kunststoffprodukte durch umweltfreundlichere Lösungen zu ersetzen. Dabei verwenden sie auch die 3D-Drucker von Exone und das Binder-Jetting-3D-Druck-Verfahren, um poröse Werkzeuge für die Produktion der Produkte herzustellen.
Der Automobilhersteller Audi und das 3D-Druck-Unternehmen EOS arbeiten seit mehreren Jahren zusammen am Einsatz von 3D-Druck für den Werkzeugbau. Audi verwendet dabei den 3D-Drucker EOS M 400. Gefertigt wurden bislang zwölf Werkzeugsegmente von vier Werkzeugen für die Warmformung.
Anisoprint möchte Unternehmen, die aufgrund von Lieferschwierigkeiten und anderen Transportproblemen in der Krisenzeit nicht oder nur schwer an benötigte Ersatzteile oder Werkzeuge kommen, mit dem 3D-Druck wichtiger Teile unterstützen, um Produktionsengpässe oder -ausfälle zu reduzieren. Dabei greift der russische 3D-Druck-Spezialist auf eine Vielzahl von Verbund- und Kunststoffen zurück. Eine Übersicht der Maßnahmen.
Das US-amerikanische Unternehmen FinMan Fishing Innovations hat mit dem FinMan-Angelwerkzeug ein multifunktionales Werkzeug für Angler entwickelt. Zur Herstellung wurde die Digital Light Synthesis-3D-Drucktechnologie von Carbon verwendet. Wir stellen das Anglerwerkzeug vor.
Das französische Unternehmen AddUp und das US-amerikanische Oak Ridge National Laboratory (ORNL) gehen eine Kooperation ein, um den 3D-Druck von Metallwerkzeugen zu verbessern. Der größte Teil der Arbeit wird in der Manufacturing Demonstration Facility (MDF) des DOE, in den Zentren von ORNL, durchgeführt. Das Kooperationsvolumen hat einen Umfang von 2,7 Millionen USD. Die genauen Ziele im Überblick.
Das US-amerikanische Werkzeugunternehmen Kennametal hat mit Hilfe von 3D-Druckern ein Statorbohrwerkzeug entwickelt, das Dank der additiven Fertigung mehr als 50% seines Gewichts einspart. Das Statorbohrwerkzeug kommt bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen zum Einsatz und plant seine Aktivitäten in Bezug auf die additive Fertigung weiter auszubauen.
Volvo Trucks setzt in seinem Werk im US-amerikanischen Bundesstaat Virginia ein Werk, in dem LKWs für den nordamerikanischen Markt hergestellt werden, immer mehr individuelle Werkzeuge aus dem 3D-Drucker ein. Darunter zählt auch ein einteiliger Diffusor für die Reinigung eines Lackzerstäubers, den wir hier mit weiteren 3D-gedruckten Werkzeugen von Volvo Trucks vorstellen.
Die Universität Siegen hat mit dem Smart Production Design-Zentrum (SMAP) einen Ort eingerichtet, der sich mit den Möglichkeiten des Werkzeugbaus auseinandersetzt und hat dabei auch die 3D-Drucker im Fokus. Das drei Jahre andauernde Projekt soll nach Ablauf des Projektzeitraums marktreife Produkte möglich machen. Wir stellen das SMAP vor.
Das auf Powersport-Fahrzeuge spezialisierte US-Unternehmen Polaris aus den USA setzt für die Herstellung seiner individuellen Montagewerkzeuge auf die Unterstützung der FDM-3D-Drucktechnologie. Zum Einsatz kommt ein F370 3D-Drucker von Stratasys, der zu schnelleren Produktionszeiten und geringeren Produktionskosten bei Polaris geführt hat.
Forscher des Instituts für Kunststofftechnik in Darmstadt und der Werkzeugbau Weidemann GmbH & Co. KG haben gemeinsam ein Projekt gestartet, um ein neues FFF-3D-Druckverfahren für reaktive Gemische zu entwickeln. Die Arbeit wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF) gefördert (ZIM-Förderkennzeichen ZF4104910 PO8) gefördert. Wir haben sie uns angesehen.
Der Werkzeugbau der Marke Volkswagen hat sein neues 3D-Druck-Zentrum eröffnet. Zum Einsatz kommen in dem neuen Zentrum für Additive Fertigung zusammen mit HP Inc. entwickelte 3D-Drucker, die auf das Binder-Jetting-3D-Druckverfahren basieren und das bisherige Selective Laser Melting-Verfahren ergänzen.
Beim renommierten USAutomobilhersteller Ford kommen additiv gefertigte Werkzeuge und Fertigungsmittel seit Jahren bei Montage und Produktion zum Einsatz. Dabei fallen für die Entwicklung der Konstruktionsdaten bis zu 50 % der Kosten an. Jetzt kooperiert Ford mit dem Berliner Softwareunternehmen trinckle, um die Anwendungen des 3D-Drucks zu skalieren und die Konstruktionserstellung zu automatisieren.
Das amerikanische Unternehmen Thermwood hat in Kooperation mit dem Luftfahrtkonzern Boeing ein großes Werkzeugteil mit dem 3D-Drucker gefertigt. Das 3,66 Meter große Werkzeug ist für das X777-Programm von Boeing gedacht und spart Zeit und Geld. Weitere Bauteile sind geplant.
GKN Aerospace aus Großbritannien ist ein bekannter Zulieferer für Flugzeughersteller und druckt seit Kurzem unter anderem seine vor allem komplexen und teuren Werkzeuge mit einem 3D-Drucker selbst. Hat die Herstellung von Spezialwerkzeugen bisher mehrere Wochen gedauert, findet die Produktion dank einem Stratasys F900 3D-Drucker in nur wenigen Stunden statt. Die erheblich schnellere Produktionszeit ist für GKN Aerospace aber nicht der einzige Vorteil, den der FDM-3D-Druck dem Unternehmen bietet.
Das neue AutoCAD 2019 und das AutoCAD LT sind erschienen. Mit den neuen Versionen von AutoCAD hat der Hersteller Autodesk einige neue Funktionen und zahlreiche Verbesserungen gegen seinem Vorgänger AutoCAD 2018 eingebaut, wie zum Beispiel den Zugriff auf zahlreiche Werkzeugpaletten, für die bisher Abonnements nötig waren und mit AutoCAD 2019 zur Verfügung stehen.
Der international bekannte Werkzeughersteller Black + Decker hat in einer Fallstudie die Effizienz von Metall-3D-Druck für die Herstellung ausgewählter Werkzeuge gemessen. Laut dem Ergebnis der der Ingenieure konnten die Herstellungskosten um bis zu 48% reduziert werden. Zudem waren die Teile um über 50% leichter. Die Vorlaufzeit für die Herstellung lies sich sogar um knapp 70% reduzieren.