Auf der ganzen Linie verbessert

Ogle Models, ein Dienstleistungsunternehmen für Rapid Prototyping und Manufacturing, erweitert die Palette seiner eingesetzten Werkstoffe für die Auftragsfertigung von Bauteilen. Das flammgeschützte Kunststoffmaterial PA 2210 FR wird von EOS zur Verwendung auf ihren Laser-Sinter-Anlagen angeboten. Drei solcher Systeme sind derzeit bei Ogle in Betrieb. Den Kunden verspricht der Dienstleister damit Kosteneinsparungen, Produktivitätssteigerung, verbesserte Bauteilequalität – und einiges mehr.

Ogle gehört europaweit mit zu den ersten Unternehmen im Bereich Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing, die das flammgeschützte Material in ihren Laser-Sinter-Anlagen einsetzen. Laut Aussage des Vertriebs- und Marketingleiters, David Bennion, wurden bereits zwei Teilesätze für die Kabine und den Treibstofftank eines Luftfahrzeugs im Mengenbereich von 50 bis 200 Stück produziert. Das Polyamid PA 2210 FR wurde so konzipiert, dass es die Normen der zivilen Luft- und Raumfahrtindustrie hinsichtlich Flammschutz, Rauchdichte und Toxizität erfüllt. Flugzeughersteller wie Boeing, Dassault oder Embraer haben das neue Material bereits erfolgreich getestet. PA 2210 FR eignet sich üblicherweise für „fliegende Teile“ mit Wandstärken von bis zu minimal 2 mm. Für die Telekommunikationsindustrie produziert Ogle bereits seit einiger Zeit flammfeste Fächer für Faserkabel von Funktürmen und kombiniert dabei die Stereolithographie-Technologie (SLA) mit Vakuumguss. Das Verfahren war jedoch bislang zu zeitaufwändig und darüber hinaus relativ kostenintensiv. Das gleiche Bauteil wird mittlerweile unter Verwendung von PA 2210 FR in Mengen von bis zu 180 Stück in einem Arbeitsgang ohne jegliche Werkzeuge lasergesintert. Dadurch ergibt sich für den Kunden eine Kosteneinsparung in Höhe von 30 Prozent. Im Zuge der jüngsten Investitionen am Servicezentrum für Produktentwicklung von Ogle in Letchworth, Großbritannien wurden die Geschäftsräume flächenmäßig nahezu verdoppelt. Dadurch hat Ogle für die Entwicklung der beiden Geschäftszweige, dem herkömmlichen Modellbau und dem CNC-Prototypenbau, jetzt mehr Raum zur Verfügung. Zum Kundenkreis der Firma gehören Unternehmen wie Bentley und GlaxoSmithKline sowie führende Design-, Konstruktions-, Bau- und Architekturfirmen. Die erste Kunststoff-Laser-Sinter-Anlage von EOS, ein System vom Typ Eosint P 385, wurde im Jahr 2000 in Letchworth installiert. Seit 18 Monaten läuft die Anlage rund um die Uhr mit maximaler Kapazität. Steve Willmott, Leiter Rapid Prototyping bei Ogle, betont, dass die Maschine bereits zweimal von EOS aufgerüstet worden sei, um Verbesserungen der Laser-Sinter-Technologie nutzen zu können. Dadurch wurde eine Produktivitätssteigerung von 30 Prozent sowie eine 50-prozentige Verbesserung der Bauteilqualität erreicht. Ein großer Sprung hinsichtlich der Produktivität ergab sich auch durch die Installation der zwei neuesten Maschinen, einer Eosint P 730 mit einem Bauraum von 700 x 380 x 580 mm und der Formiga P 100 mit einem kleineren Bauvolumen von 200 x 250 x 330 mm. „Durch die neue Prozess-Software sind diese Maschinen weitaus leichter zu betreiben. Zur Einstellung des Skalierungsfaktors, mit dem der Schwund des Teils einkalkuliert wird, ist keinerlei Schätzung oder Erfahrung mehr nötig. Dabei liegt das Problem nicht so sehr im X- und Y-Achsenbereich, da der Schwund dort linear verläuft, sondern vielmehr im Bereich der Z-Achse, wo er nicht linear ist. Mit der neuesten EOS-Software kann der Schwund automatisch auf allen drei Achsen kompensiert werden. Das macht das Einrichten eines neuen Arbeitsgangs schneller“, erläutert Willmott. Außerdem sei die Doppelkopf-Laser-Anlage Eosint P 730 40 Prozent schneller sei als frühere Systeme. Die Maschine liefert Teile mit dem äußeren Erscheinungsbild von Gussteilen bei gleichzeitig besserer Genauigkeit und Oberflächengüte. Das Wesentliche an der Verbesserung sei die Standard-Schichtdicke von 0,12 mm, im Gegensatz zu dem bislang auf der P 385 erzielten höherem Wert von 0,15 mm. Dabei hat die Formiga P 100 dasselbe Produktionsspektrum wie die P 730, wenn auch innerhalb eines kleineren Arbeitsvolumens. Aufgrund der Schichtdicke von 0,1 mm erzielt sie allerdings eine noch höhere Präzision. Einer der ersten Aufträge, den Ogle unter Einsatz dieser Maschine ausgeführt hat, stammt von einem Kunden aus der Medizinbranche. Dessen Kunststoffkomponenten mit feinen Toleranzen wurden bisher mittels SLA und Vakuumguss hergestellt. Dieser Prozess war wiederum mit längeren Vorlaufzeiten und höheren Kosten verbunden. Die Serienfertigung von lasergesinterten Teilen aus Polyamid entwickelt sich bei Ogle gerade zur Norm, zusätzlich zu Einzelstückfertigungen für Prototyp-Anwendungen. Ein gutes Beispiel in diesem Zusammenhang ist die Herstellung von Teilen in Chargen von mehreren Hundert Stück für eine Wärmebildkamera, die für Such- und Rettungsarbeiten verwendet wird. Dabei wird auf der Grundlage eines vom Kunden bereitgestellten CAD-Modells das Laser-Sinter-Verfahren eingesetzt, um das Trägergehäuse für den Wärmebildschirm und die Elektronik herzustellen. Da hierzu keinerlei Werkzeuge erforderlich sind, lässt sich jedwede Änderung der Konstruktion problemlos ohne zusätzliche Kosten durchführen. Ein großer, weiterer Vorteil der generativen Fertigung mit Laser-Sintern besteht in der vollkommenen Unabhängigkeit des Bauprozesses, wodurch Teile im Inneren anderer Teile und mit komplexen geometrischen Formen gebaut werden können, die anderweitig nicht realisierbar wären. Diese Eigenschaften senken die Fertigungskosten und bieten gleichzeitig uneingeschränkte Gestaltungsfreiheit. Darüber hinaus sind die dabei entstehenden Teile so fest und steif, dass sie an Stellen verwendet werden können, wo sie mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Als Beispiel nennt Bennion ein von Ogle durchgeführtes Projekt für ein Rallyeteam. Dabei wurden bislang aus Aluminium und Verbundwerkstoffen maschinell gefertigte Prototyp-Teile aus dem Motorraum, insbesondere für den Lufteinlass-Auffangbehälter und den Hauptentlüfter, durch lasergesintertes aluminiumgefülltes Polyamid ersetzt. So verringerte sich sowohl das Gewicht als auch die Kosten des neuen Wagens. Die Teile überstanden mehr als sieben Tage harter Haltbarkeits- und Betriebssicherheitstests in Europa, wobei der Wagen im Laufe dieser Woche 1.400 Kilometer zurücklegte.

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