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3D-Druck als Mehrwert für den Kunden

13.04.2017

von Miriam Lenz Werkstoffe, Maschinenkomponenten, Service – Igus bietet alles rund
ums 3D-Drucken an. Welche Vorteile das Kölner Unternehmen seinen Kunden
mit dem 3D-Druck bietet, hat sich die K&E vor Ort angesehen.  


Schon seit Jahren setzt Igus den 3D-Druck im Bereich seiner eigenen Prototypenfertigung ein. „Wir entwickeln jedes Jahr unzählige Neuheiten, da bietet es sich natürlich an, Prototypen zu drucken, um diese dann testen zu können und als Anschauungsmaterial zu haben“, erklärt Tom Krause, Produktmanager für die Iglidur Tribo-Filamente bei Igus. „Dass in dieser Technologie viel Potenzial steckt, haben wir bei Igus früh erkannt und bereits 2013 mit der Entwicklung eigener Materialien gestartet.“
„Anfangs haben wir uns auf FDM konzentriert, da dieses Verfahren eines der einfachsten und kostengünstigsten ist“, berichtet Tom Krause. Denn beim Fused Deposition Modeling (FDM) werden Kunststoff-Filamente von einer Spule zu denn Düsen transportiert. Hier werden sie erwärmt und schichtweise auf das Bauteil aufgetragen. Dann wird entweder die Düse angehoben oder die Arbeitsplatte abgesenkt und die nächste Schicht aufgetragen. „Beim FDM-Verfahren gibt es eigentlich nur einen Nachteil. Sollten die Bauteile zu komplex werden, müssen Stützstrukturen mit gedruckt werden, diese lassen sich aber im Anschluss einfach im Wasser auflösen“, erklärt Tom Krause.
Bereits ein Jahr nach Entwicklungsstart konnte Igus den ersten Erfolg verbuchen und stellt sein erstes Tribo-Filament vor, das Iglidur I180. Es kann bei einer Düsentemperatur zwischen 250 und 260 °C verarbeitet werden und überzeugt vor allem mit seiner hohen Abriebfestigkeit.
Inzwischen hat das Kölner Unternehmen sechs verschiedene Materialien in seinem Sortiment, welche alle für Verschleiß und Reibung optimiert sind. „Das Interessante ist, dass zwei dieser Materialien gar nicht für den 3D-Druck entwickelt wurden“, stellt Tom Krause fest. Das Iglidur J260 und das Iglidur C210 sind eigentlich Spritzgussmaterialien, die sich aber trotzdem gut für das Drucken eignen.

Drei Materialien im Test

„Wir haben einen Vergleichstest gemacht, der zeigt, wie gut unsere Materialien sind“, bekräftigt der Produktmanager. Getestet wurde eine Buchse, die einmal aus einem normalen ABS gedruckt wurde und einmal aus Iglidur I180. Zum Vergleich hat man dieselbe Buchse aus Iglidur J spritzgegossen. „Bei dem Linearversuch hat man sofort gesehen, dass die Buchse aus ABS bereits nach 250 km Laufstrecke erhebliche Verschleißerscheinungen am Innendurchmesser gezeigt hat“, teilt Tom Krause mit. Im Vergleich haben die beiden anderen Buchsen eine Laufstrecke von 700 km hinter sich gebracht und das ohne optisch erkennbare Abnutzungen. In Zahlen gesprochen bedeutet das, dass die Verschleißrate der gedruckten Buchse aus ABS bei 13,3 µm/km liegt und die der gedruckten Buchse aus I180 bei nur 0,8 µm/km. „Der Verschleißtest zeigt also, dass unser 3D-Druck-Material eine 15-mal besseren Verschleißfestigkeit gegenüber dem ABS hat. Die spritzgegossene Buchse liegt bei einer Verschleißrate von 0,2 µm/km und ist damit nochmals um den Faktor vier besser als unser Iglidur I180“, unterstreicht Tom Krause.

Mit drei Versprechen zum optimalen Bauteil

Seit 2015 bietet Igus seinen Kunden zudem den 3D-Druck-Service an. „Wir bieten unseren Kunden individuelle, gedruckte Verschleißbauteile aus unseren Iglidur-Werkstoffen an. Damit wollen wir unseren Kunden einen Kostenvorteil bieten“, unterstreicht der Produktmanager. Aber nicht nur das, denn Igus macht seinen Kunden drei Versprechen:
1.    Die Technik wird verbessert oder/und die Kosten gesenkt
2.    Jedes Bauteil muss online berechenbar sein
3.    Eine schnelle Lieferung der bestellten Teile
Für Punkt 2 und 3 hat Igus viel in den Ausbau seiner Homepage investiert, um es den Kunden zu erleichtern ihre Teile zu konfigurieren und direkt zu bestellen. So kann jeder direkt seine Daten bei Igus hochladen und sieht sofort, was das Teil kostet, wie lange die Lieferzeit ist und welche Eigenschaften es letztendlich hat. Zudem können Probleme direkt über den Live-Chat geklärt werden.
„Igus betreibt ein 2.750 m² großes Testlabor. Von den allermeisten Tests die wir hier durchführen, fließen die Daten in unseren Konfigurator. Der Kunde hat so direkten Zugang dazu und kann die Lebensdauer seiner speziellen Anwendung noch genauer berechnen“, hebt Tom Krause hervor.
„Inzwischen haben wir den 3D-Druck-Service auch auf unser Pulver für das Lasersintern ausgeweitet“, freut sich Tom Krause. Dieses kam 2016 neu ins Sortiment. Beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird das Kunststoff-Pulver auf die gesamte Arbeitsplattform aufgetragen und mit einem Laserstrahl gesintert. Nach jedem Arbeitsschritt wird die Platte abgesenkt und eine Schicht des Kunststoff-Pulvers aufgetragen. Ein Vorteil des SLS-Verfahrens ist, dass hier keine Stützstruktur gedruckt werden muss, da das Pulver selbst bereits als Stütze fungiert. Allerdings müssen die Bauteile im Anschluss von den Pulverresten befreit werden. „Unsere Kunden nehmen das sehr gut an, da gegenüber dem FDM-Verfahren die Festigkeit der Bauteile erhöht ist und die Bauteile, durch den schnellen Laser und die kürzere Druckzeit, auch günstiger sind“, betont Tom Krause.

Drei mal verbesserte Abriebfestigkeit

Das Iglidur I3, das speziell für das Lasersintern entwickelt wurde, ist mindestens dreimal höher in der Abriebfestigkeit als herkömmliche SLS-Materialien und hat daher eine längere Lebensdauer. „Unser Werkstoff ist ein richtiges Gleitlager-Material. Das sieht man auch bei einem rotierenden Verschleißtest. Hier sind wir um den Faktor vier besser, als die Standard-Materialien wie PA12“, erklärt Tom Krause. Dies lässt sich auch daran belegen, dass nicht  nur der Verschleiß der Gleitlager geringer ist, sondern auch die Abnutzungserscheinungen an der Welle wesentlich geringer sind.
Auf der K 2016 hat Igus zudem seine 3D-gedruckten Spritzgießwerkzeuge vorgestellt. „Da wir ja noch etwas begrenzt sind, was die Materialauswahl für den 3D-Druck angeht, haben wir angefangen die Spritzgusswerkzeuge zu drucken“, meint Tom Krause. Hierdurch können im Anschluss die Bauteile aus allen 50 bei Igus erhältlichen Hochleistungskunststoffen spritzgegossen werden. „Die Formen sind bis zu 80 Prozent günstiger, als die aus Stahl. Da sie aus Kunststoff sind, haben sie allerdings auch eine verkürzte Lebensdauer, daher eignen sie sich besonders für Serien bis 500 Stück“, erläutert Tom Krause. Der Vorteil für Unternehmen liegt aber auf der Hand, denn so bekommen sie Prototypen aus dem Originalmaterial.
Doch Igus hat nicht nur Materialien im Sortiment. Speziell für Hersteller von 3D-Druckern haben die Kölner einen Baukasten mit Linearführungen, Gleitlager und Energieketten in flachen Bauhöhen, kleinsten Größen und engsten Biegeradien im Petto. „Der Vorteil unserer Komponenten liegt vor allem darin, dass sie schmier- und wartungsarm sind“, weiß Tom Krause. Durch den Verzicht auf Kugeln und durch die gut abgestimmten Polymerwerkstoffe entstehen keine Laufgeräusche.
„Eines unserer Ziele für die Zukunft ist, dass wir all unsere Iglidur-Materialien drucken können. Hiermit möchten wir unseren Kunden die Möglichkeit bieten, Prototypen und Kleinserien in allen Materialien schnell beziehen zu können. Wir sehen, dass unsere Kunden die 3D-Druck-Materialien und auch unseren 3D-Druck-Service gut annehmen. Diesen wollen wir weiter ausbauen und noch attraktiver machen, das heißt auch preislich“, erklärt Tom Krause abschließend.

www.igus.de


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