Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Additive Fertigung: 18.09.2016

Stratasys bringt den 3D-Druck der nächsten Generation

Dank einer neuen Technologie von Stratasys, einem der Marktführer im Bereich der professionellen Kunststoffdrucker, sollen Luft- und Raumfahrt- sowie die Automobilindustrie von höherer Qualität und effizienterer Bauteilproduktion profitieren können. Ende August lud das Unternehmen die «Technische Rundschau» als einzige Fachzeitschrift aus der Schweiz zu einer Exklusiv-Pressekonferenz ins Mutterhaus nach Minneapolis, USA, ein. Dort präsentierte man zwei grossformatige, völlig neue Anlagen.

Stratasys, eines der führenden Unternehmen für Lösungen im Bereich 3D-Druck und Additive Fertigung, wird bei der IMTS 2016 im Rahmen seiner Vision „Shaping what’s next“ FDM-Technologien der nächsten Generation präsentieren. Die IMTS (International Manufacturing Technology Show) ist die grösste Messe für Fertigungstechnologie in Nordamerika und mit mehr als 2000 Ausstellern eine der weltweit grössten Industriemessen. Sie findet in diesem Jahr vom 12. bis 17. September in Chicago statt.

Die Basis für Shaping what’s next ist das Knowhow von Stratasys im Bereich des industriellen 3D-Drucks. Die Vision ist darauf ausgerichtet, auch den anspruchvollsten Anforderungen der Kunden des Unternehmens gerecht zu werden. Dazu gehört die schnelle Herstellung robuster Bauteile in einer Grössenordnung von einer Armlehne für Autos bis zur kompletten Innenverkleidung eines Flugzeugs. Das Stratasys-Ecosystem umfasst additive und traditionelle Technologien, Software-Workflows, Materialentwicklungen sowie professionelle Dienstleistungen und ist auf individuelle Anwendungsanforderungen ausgerichtet. Es ermöglicht neben der besseren Einhaltung von Kennzahlen in Bezug auf Qualität, Kosten und Lieferung gleichzeitig auch die Ausnutzung des gesamten Potenzials der additiven Fertigung, um so die Konstruktion und Herstellung von Werkstücken zu optimieren.

Der „Infinite-Build“ 3D-Demonstrator: Endlos additiv fertigen

Der Stratasys Infinite-Build 3D-Demonstrator wurde speziell für die Produktion grosser Teile in kundenspezifischen OEM- und On-Demand-Aftermarket-Anwendungen entwickelt. Die Anlage ist die Antwort des Unternehmens auf den Bedarf an grossen, leichten thermoplastischen Bauteilen mit reproduzierbaren mechanischen Eigenschaften in der Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie und weiteren Branchen. Seine Besonderheit ist ein revolutionäres Konzept der FDM-Extrusion, mit dem ein wesentlich höherer Durchsatz und eine bessere Reproduzierbarkeit erreicht werden können als bisher. Das System stellt das Konzept des traditionellen 3D-Drucks in gewissem Sinn auf den Kopf, indem es neu unbegrenzte Herstellungsmöglichkeiten („Infinite Build”) bietet. Gedruckt wird dabei in der vertikalen Ebene, wodurch eine praktisch uneingeschränkte Bauteilgrösse in Baurichtung ermöglicht wird.

Der Luft- und Raumfahrtriese Boeing hat eine wesentliche Rolle bei der Festlegung der Anforderungen und Spezifikationen für die Anlage gespielt. Boeing verwendet zurzeit einen Infinite-Build 3D-Demonstrator, um die Produktion von leichten Bauteilen mit geringem Volumen zu testen. Mit der Ford Motor Company ist auch ein namhafter Automobilhersteller dabei, innovative Anwendungsmöglichkeiten für die Anlage zu sondieren und zu evaluieren. Ford und Stratasys werden gemeinsam neue Anwendungen für 3D-gedruckte Materialien in der Automobilindustrie testen und entwickeln, die aufgrund von Grössenbeschränkungen bisher nicht möglich waren. So soll innovatives Produktdesign ermöglicht und beschleunigt werden.

„Additive Fertigung ist für Boeing und unsere Kunden eine grosse Chance. Daher haben wir vor mehr als zehn Jahren eine strategische Entscheidung zur engen Zusammenarbeit mit Stratasys bei dieser Technologie getroffen. Wir sind immer auf der Suche nach Möglichkeiten, die Kosten und das Gewicht von Luftfahrzeugstrukturen zu senken beziehungsweise die Zeit für die Fertigung von Prototypen und den Test neuer Werkzeuge und Produkte zu verkürzen, um sie unseren Kunden kostengünstiger und schneller anbieten zu können. Mit dem Stratasys Infinite-Build 3D-Demonstrator können viel grössere Produkte gefertigt werden, die Länge ist theoretisch unbegrenzt – damit verfügen wir über ein bahnbrechendes Tool zur Ergänzung unserer leistungsstarken additiven Fertigungsprozesse”, erklärt Darryl Davis, Präsident von Boeing Phantom Works.

„3D-Druck eröffnet beste Aussichten für einen Wandel in der Automobilkonstruktion und -fertigung, da er neue Möglichkeiten der Innovation und Effizienzsteigerung in der Produktion bietet. Unsere Vision bei Ford ist es, das schnelle und qualitativ hochwertige Drucken von Bauteilen für die Automobilindustrie Realität werden zu lassen. Wir sind gespannt auf die Chancen, die wir mit dem skalierbaren, vielseitigen Infinite-Build-Modell in Zukunft umsetzen können, und freuen uns, gemeinsam mit Stratasys an der Verwirklichung unserer Ziele zu arbeiten”, unterstreicht Mike Whitens, Director Vehicle Enterprise Sciences, Ford Research & Advanced Engineering.

Der Robotic Composite 3D-Demonstrator: Extrusionstechnologien kombiniert mit Bewegungssteuerungs-Hard- und Software

Bei der zweiten Neuentwicklung haben Stratasys und Siemens eng zusammengearbeitet, um ihre gemeinsame Vision von 3D-Druck als zukunftsfähigem und essenziellem Bestandteil der Fertigung weiter voranzutreiben. Beispielhaft für diese Vision hat Stratasys den Robotic Composite 3D-Demonstrator entwickelt. In die zentralen Stratasys-Technologien für additive Fertigung sind hier industrielle Bewegungssteuerungs-Hardware und 3D-Drucksoftware von Siemens eingebunden, die den 3D-Druck von Verbundwerkstoffteilen revolutionieren sollen. Erweiterte Extrusionstechnologien von Stratasys kombiniert mit Bewegungssteuerungs-Hardware und PLM-Software von Siemens.

Neben ihrer weitverbreiteten Verwendung im Mobilitätssektor, beispielsweise in der Automobil- und in der Luft- und Raumfahrtindustrie, werden Verbundmaterialien auch in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie eingesetzt, um robuste und gleichzeitig leichte Strukturen herzustellen. Der Robotic Composite 3D-Demonstrator ermöglicht realistischen 3D-Druck dank eines Bewegungssystems mit acht Achsen, das zur Erreichung von Formstabilität eine präzise, gerichtete Platzierung des Materials ermöglicht und gleichzeitig die Notwendigkeit zeitaufwändiger Stützstrategien drastisch reduziert. Mittels dieser Technologie wird die zukünftige Fertigung leichtgewichtiger Teile neu definiert, und sie gibt einen Einblick, wie sie der schnelleren Produktion von Bauteilen aus verschiedensten Materialen Vorschub leisten kann.

„Siemens freut sich, Stratasys bei seinen Initiativen zur innovativen additiven Fertigung zu unterstützen. Besonders vielversprechend ist dabei der Stratasys Robotic Composite 3D-Demonstrator. Durch die enge Zusammenarbeit mit Stratasys bei der Bewegungssteuerung und CNC-Automatisierung unterstützt Siemens die Schaffung eines flexiblen, multifunktionellen Fertigungsablaufs, mit dem der 3D-Druck fest in der Produktion etabliert wird. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit Stratasys bei der Entwicklung von Fertigungslösungen, die verschiedenste Branchen vorantreiben können”, erklärt Arun Jain, Vice President, Motion Control, Digital Factory US, Siemens.

„Wir bei Stratasys setzen auf unseren Erfolg in der Fertigung von Produktionshilfsmitteln, Spritzguss- und Verbundmaterialwerkzeugen und weiteren Anwendungen sowie unsere Beziehungen zu innovativen Branchenführern, um die Einsetzbarkeit additiver Fertigung in anspruchsvollen Produktionsumgebungen weiter auszubauen”, erläutert Ilan Levin, CEO von Stratasys. „Wir sehen das Ausmass der betrieblichen Integration, Automatisierung und Leistungsüberwachung, das diese neuen Anlagen bieten können, als Katalysatoren für den Übergang zur Industrie 4.0.”

Neben der Vorstellung des Infinite-Build 3D-Demonstrators und des Robotic Composite 3D-Demonstrators präsentiert Stratasys auf der IMTS 3D-Druckanwendungen, die heute von Stratasys-Kunden weltweit für Herstellungs- und Fertigungsverfahren genutzt werden, wie beispielsweise 3D-gedruckte Betriebsmittel und Vorrichtungen, Verbundmaterialwerkzeuge, Spritzgusswerkzeuge und Kleinserienteile.

Stratasys auf der IMTS: 12. bis 17. September, Stand N-60

Hier geht's zum Video, in dem der "Infinite-Build" 3D-Demonstrator und der "Robotic Composite" 3D-Demonstrator vorgestellt werden:

https://www.youtube.com/watch?v=u_pSEhF3q3Q&feature=youtu.be

Weitere Informationen:

www.stratasys.com/de/ 



Der Stratasys „Infinite-Build“ 3D-Demonstrator zur Herstellung grosser Werkzeuge und Produktionsteile ist auf Präzision, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit. Die Behälter oberhalb der Bauebene enthalten verschiedene Pulver-Rohmeaterialien, der Roboter bedient sich an dieser "Bar" je nach Bedarf. (Bilder: Stratasys)


Über die Rückseite des „Infinite-Build“ 3D-Demonstrator werden die gefertigten Bauteile oder Segmente abgeführt.


Bauteil einer mit dem Infinite-Build 3D-Demonstrator aus Ultem 9085 gefertigten Flugzeug-Innenwand; sie erfüllt die Anforderungen in Bezug auf Entflammbarkeit, Rauch und Toxizität für die zertifizierte Innenausstattung von Luftfahrzeugen.


Der „Robotic Composite“ 3D-Demonstrator ist ein hybrides Konzept für die automatisierte Herstellung von Bauteilen aus Verbundwerkstoffen.


Bauteil aus dem Robotic Composite 3D-Demonstrator: Die Haube zeigt, wie mithilfe von acht Achsen ein Druck von innen nach aussen anstelle eines schichtweisen Drucks in einem einzelnen spiralförmigen Werkzeugweg gefertigt wird. Dadurch entfallen Nähte oder Schichtübergänge. Die verstärkenden Rippen werden im rechten Winkel zu den Schichten der Haube in einem Werkzeugweg gedruckt, der einer komplexen Kurve durch den Raum folgt.