In Bereichen wie der Automobilindustrie werden laufend neue Verfahren und Werkstoffe eingesetzt. Die gilt es vorher zu qualifizieren. Wenn dann jedoch der 3D-Druck die traditionelle Fertigungsmethode ersetzt, muss Material neu qualifiziert werden. Nicht so bei den vipro-HEAD-Druckköpfen von ViscoTec, die in der Lage sind, Standardmaterialien zu verarbeiten. ViscoTec stellt sein Verfahren auch auf der Formnext 2021 vor.

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Das Interesse an 3D-Druck in der industriellen Fertigung wächst zunehmend. Besonders in den Bereichen Automotive und Elektronik kommen neue Werkstoffe und Verfahren zum Einsatz, die etablierte Methoden ersetzen. Das jedoch stellt neue Anforderungen an die Prozessplanung und die Konstruktion von Bauteilen und Fertigungsanlagen. Das Maschinenbauunternehmen ViscoTec überlegt in einer Pressemitteilung, die das 3D-grenzenlos Magazin erreicht hat, wie praktisch doch der 3D-Druck mit Standardmaterialien wäre.

Industrielle Serienproduktion ohne 3D-Druck

Die Arbeit vor der industriellen Serienproduktion eines Bauteils läuft immer ähnlich ab. Klebstoffe und zu verarbeitende Materialien wie Wärmeleitpasten, Silikone, Dämpfungspasten, Lotpasten und andere müssen qualifiziert werden. Dazu wird zuerst die Anforderung betrachtet und Fertigungsbedingungen und der komplette Produktlebenszyklus mit einbezogen. Wichtig ist hierbei, dass der Parameter für die geeignete Klebstoffwahl festgelegt wird. Mit einem Test werden Klebereinsatz und Klebeverbindung qualifiziert.

Dann wird die Art der Applikation definiert. Der qualifizierte Klebstoff wird an die kundenspezifische Anwendung angepasst. Das dient als Grundlage für die Entscheidung, welche Applikationsart und Mischtechnik genutzt werden soll. Probleme gibt es, wenn das vorab qualifizierte Material im voll automatisierten Prozess nicht aufgetragen wird, wie es die Fachleute bei der Bauteilentwicklung oder der Definition der Applikation ursprünglich geplant war. Das führt dazu, dass der Klebstoff bei Prototypen händisch aufgetragen wird. Bei komplexen Bauteilgeometrien mit einer äußerst langen Taktzeit ist das möglich. Bei einer Vollautomatisierung spielen aber häufig weitere Parameter wie Stillstandzeiten etc. eine Rolle, die im Vorfeld nicht berücksichtigt werden können.

Kurzum, diese Methode ist sehr zeitaufwendig. Einen neuen Klebstoff für den Automobilbereich zu qualifizieren kann so bis zu 36 Monate dauern.

3D-Druck mit Standardmaterialien

Zwei unterschiedliche Shorehärten in einem 3D-gedruckten Bauteil
Kombination zweier unterschiedlicher Shorehärten (blau: ShA 70, schwarz: ShA 30)(Bild © ViscoTec).

Mit dem 3D-Druck lassen sich jedoch bereits qualifizierte Materialien nicht immer automatisch verarbeiten. Es sind oft nur ähnliche bzw. „Nachbauten von Medien“ einsetzbar. Die Aussage eines Materialherstellers, dass die Eigenschaften des neuen Materials jenen des Originalmaterials entsprechen, ändert nichts daran. Wird das nicht beachtet, gibt es böse Überraschungen.

ViscoTec hat deshalb bei der Entwicklung seiner vipro-HEAD Baureihe besonderen Wert daraufgelegt, dass Standardmaterialien verarbeitet werden können. Wird ein Bauteil aus Silikon benötigt, kann auch das im Spritzgussverfahren eingesetzte Original-Silikon mit Druckköpfen wie dem 2K-Druckkopf vipro HEAD verarbeitet werden. Die Umstellung des Fertigungsverfahrens erfordert somit keine Anpassung des Materials. Die Verwendung von Originalmaterialien bedeutet einen großen Entwicklungssprung im 3D-Druck, da die Anschaffung und Qualifizierung von teuren Filamenten entfallen. Es entstehen keine zusätzlichen Kosten.

ViscoTec ist auch auf der formnext vertreten, an Stand A99 in Halle 12.0, wo es seine Druckköpfe und weitere Produkte vorstellen wird. Die formnext findet vom 16. bis zum 19. November 2021 statt.

Video zu 2K Druckkopf für 3D-Druck von Fluiden und Pasten

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Disclaimer: Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen bezahlten Beitrag von ViscoTec, der im Rahmen einer Premium-Partnerschaft für die Veröffentlichung im 3D-grenzenlos Magazin von ViscoTec zur Verfügung gestellt wurde. Copyright und inhaltlich verantwortlich für Text und Bild ist die ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH.

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