3D-Druck Teile

Worum geht’s?

3D-Druckteile setze ich seit rund zehn Jahren in meinen Konstruktionen ein. Zu den ersten Anwendungen gehörten speziell angepasste Greiferbacken, die exakt auf die Geometrie der zu handhabenden Bauteile abgestimmt wurden. Mit zunehmender Erfahrung kamen auch komplexere Funktionsbauteile dazu, vor allem dort, wo wenig Bauraum vorhanden war oder mehrere Funktionen in einem einzigen Teil kombiniert werden sollten.

Ein Beispiel aus der Fertigung ist ein Schutz für einen Messtaster in einem CNC-Drehzentrum. Der Taster wird dort in rauer Umgebung mit Kühlmittel und Spänen eingesetzt. Der Schutz wurde so gestaltet, dass er sich über Kühlmittelbetätigung öffnen lässt und den Messtaster im normalen Betrieb zuverlässig abschirmt. Ein weiteres Beispiel ist ein Ringkanal auf einer Fanuc Robodrill, der Kühlmittel gezielt an den Werkzeugkonus spritzt, um Späne am Konus vor dem Werkzeugwechsel zu vermeiden.

Was war die Herausforderung?

• Komplexe Geometrien bei geringem Bauraum
• Robuste Funktion in rauer Maschinenumgebung
• Integration mehrerer Pneumatik- oder Vakuumkanäle in einem Bauteil
• Möglichst geringe Anzahl an Schläuchen und Fittings
• Kostengünstige Herstellung kleiner Stückzahlen

Gerade bei pneumatischen Anwendungen bietet der 3D-Druck grosse Vorteile. Luft- oder Vakuumkanäle können direkt im Bauteil geführt werden, wodurch kompakte Verteiler und Funktionsgeometrien entstehen. Besonders gerne verwendete ich dabei Carstick-Anschlüsse, da sie in definierte Bohrungen eingepresst werden können, nur sehr wenig Bauraum benötigen und gegenüber geschraubten Fittings weniger auftragen.

Wie wurde das gelöst?

In den meisten Fällen kamen SLS-Bauteile zum Einsatz, je nach Anwendung ergänzt durch chemisches Glätten oder Gewindeeinsätze. Der 3D-Druck ermöglichte es, Luftverteilungen, Schutzfunktionen und geometrisch anspruchsvolle Greiferteile in sehr kompakter Form umzusetzen.

Ein aktuelles Beispiel ist ein sogenannter Saugcluster für Pipettenspitzen. Dieses Teil verteilt ein Vakuum von einem 8er-Schlauchanschluss auf acht einzelne Ansaugpunkte. Die Pipettenspitzen werden dabei von der beweglichen Spritzgiessform ausgeworfen, angesaugt und im Entnahmegreifer gehalten. Durch die additiv gefertigte Geometrie musste nur ein minimales Hohlraumvolumen evakuiert werden. Dadurch baut sich das Vakuum schneller auf. Gleichzeitig entstehen gegenüber einer herkömmlichen Verschlauchung weniger Strömungsstörkonturen, was die Funktion zusätzlich verbessert.

Auch ausserhalb des klassischen Maschinenbaus nutzte ich 3D-Druck als Urmodell für Gussprozesse. Vor rund einem Jahr konstruierte ich ein Teil, das als FDM-Druck nach Madagaskar mitgenommen wurde. Dort diente es bei einem lokalen Aluminiumgiesser als Urmodell. Es wurden drei verschiedene Geometrien umgesetzt und insgesamt über 60 Aluminiumteile erfolgreich gegossen.