Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPAEntgratteller mit additiver Produktionstechnik realisiert
Der Entgratteller, auch Polierteller genannt, gehört zu den wichtigsten Teilen einer Schleifmaschine. Er sorgt durch Rotation dafür, dass unerwünschte Grate beim Schleifen entfernt werden. Üblicherweise wird der Werkzeugteller im Spritzgussverfahren hergestellt. Benötigen Firmen nur wenige Bauteile, ist diese Fertigung zeitintensiv und teuer. Mit Rapid Manufacturing hat das Fraunhofer IPA schnell und kostengünstig einen von der Firma boeck GmbH entwickelten Entgratteller realisiert. Dieser besitzt die erforderliche Stabilität, um direkt im Schleifprozess eingesetzt zu werden.
Bauteile im Spritzguss herzustellen, funktioniert wie Backen: Man nimmt eine Form, füllt sie mit flüssigem Kunststoff und lässt ihn aushärten und abkühlen. Dadurch erhält man viele identische Werkstücke. Bei Serienproduktionen mit großen Stückzahlen ist dieses Verfahren kosteneffizient. Die anfänglich hohen Kosten für die Herstellung des Formwerkzeugs können über geringe Stückkosten und eine große Produktionsmenge amortisiert werden. Bei niedriger Stückzahl gibt es schnellere Alternativen. Hier stellt Additive Produktionstechnik oder Rapid Manufacturing – umgangssprachlich 3D-Druck genannt – eine geeignete Alternative dar. »Werden nur wenige Bauteile oder funktionelle Prototypen benötigt, spart man Zeit und Kosten«, informiert Raphael Geiger, Projektleiter am Fraunhofer IPA. Weiterhin lassen sich Geometrien fertigen, an denen konventionelle Verfahren scheitern, betont der Experte.
Neuer Leichtbau-Entgratteller mit additiver Fertigung realisiert
Auch die Firma boeck GmbH benötigte einen funktionsfähigen Prototyp, als sie die IPA-Experten kontaktierte. Mit Leichtbaukonstruktion und besonderer Geometrie hat der Werkzeughersteller einen innovativen Entgratteller konzipiert, der in den Schleifmaschinen getestet und optimiert werden sollte. »Durch die Leichtbaukonstruktion wird die Maschinenkinematik bei gleicher Bauteilfestigkeit weniger belastet«, informiert Geiger. Das Bauteil haben die IPA-Wissenschaftler mit dem additiven Produktionsverfahren Lasersintern schnell und kosteneffizient gefertigt. Die Bauteilqualität steht dabei dem späteren Serienprodukt in nichts nach und kann von der boeck GmbH bei voller Belastung in der Fertigung eingesetzt werden.
Rapid Manufacturing für fast alle Prototypen geeignet
Zunächst wurde die geometrische Form des Entgrattellers über eine CAD-Software erstellt und in Maschinendaten übersetzt. Anschließend schmilzt ein Laserstrahl die programmierte Kontur schichtweise aus einem pulverförmigen Kunststoff auf, bis das Bauteil herausgearbeitet ist. »Einen oder mehrere Entgratteller auf diese Weise zu produzieren, dauert wenige Stunden«, erklärt Geiger. Als Druckmaterial diente Polyamid 12. Mit ihrem Fertigungsknow-how und dem Anlagenpark unterstützen die IPA-Experten Unternehmen, funktionelle Prototypen herzustellen.