Aufrufe
vor 2 Monaten

My Factory 11-12/2022

  • Text
  • Betrieb
  • Informationen
  • Hohen
  • Produktion
  • Druckluft
  • Anlagen
  • Wartung
  • Unternehmen
  • Anwender
  • Factory
My Factory 11-12/2022

SMART PRODUCTION

SMART PRODUCTION ZINKDRUCKGUSS-STANDARDWERKSTOFF IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG START FREI FÜR DIE SERIENPRODUKTION Mit der Verarbeitung des im Zinkdruckgießen genutzten Serienmaterials Zamak schafft der Fertigungsdienstleister Protiq neue Möglichkeiten im 3D-Druck. Aufgrund von weiterentwickelten Prozessen wird die additive Fertigung, die bisher oft auf die Herstellung von Prototypen reduziert wurde, auch für die Serienproduktion attraktiv. Das Fertigungsverfahren des Zinkdruckgießens zur Produktion von Metallbauteilen findet breite Anwendung in der Industrie. Dabei hat sich die Zinklegierung Zamak als eines der Standardmaterialien etabliert. Die aus Zamak hergestellten Bauteile werden in allen Bereichen des täglichen Lebens ebenso wie im industriellen Umfeld eingesetzt. Als typische Anwendungen seien Interieurelemente im Automobil, Metallgehäuse von Elektroniksteckverbindern, Beschläge aus der Fenster- und Möbelindustrie oder Badezimmerarmaturen genannt. Beim Zinkdruckgießen wird das geschmolzene Material mit hohem Druck in eine speziell angefertigte Stahlform gepresst. Diese Urform – das Werkzeug – gibt die Geometrie des Bauteils vor und stellt gleichzeitig den größten finanziellen Aufwand bei der Produktion dar. Das Zinkdruckgussverfahren zielt deshalb auf die Herstellung möglichst großer Stückzahlen ab, um die hohen Werkzeugkosten auf bestenfalls viele gefertigte Artikel umlegen zu können. Werden kleinere Losgrößen benötigt – beispielsweise für Sonderartikel oder Prototypen, machen die hohen Initialkosten des Werkzeugs das Verfahren schnell sehr teuer. Hier schafft Protiq mit der additiven Verarbeitung von Zamak Abhilfe. Als weltweit einzigem Anbieter ist es dem Blomberger Dienstleister vor einigen Jahren gelungen, das Zinkmaterial prozesssicher auf den additiven Produktionsanlagen zu verarbeiten. 16 MY FACTORY 2022/11-12 www.myfactory-magazin.de

SMART PRODUCTION 01 02 01 Serienfertigung von Zinkbauteilen im 3D-Druck: Als erster Dienstleister für die additive Fertigung von Zamak 5 adressiert Protiq mit seinem Angebot nicht nur das Prototypengeschäft 02 Armaturen im Bad oder Beschläge für Möbel und Fenster werden häufig per Zinkdruckgießen hergestellt Die Verwendung der gleichen Zinklegierung wie im etablierten Zinkdruckgießen zeichnet die 3D-gedruckten Bauteile von Protiq als ideale Ergänzung der bisherigen Herstellungsverfahren aus. WEITERENTWICKLUNG DES LASERSCHMELZPROZESSES Das Fertigungsverfahren der Blomberger basiert auf dem bekannten selektiven Laserschmelzprozess, wurde jedoch für die BEARBEITUNG BISHER NICHT NUTZBARER WERKSTOFFE Durch die langjährige Erfahrung im Bereich der additiven Fertigung ist es Protiq gelungen, ein tiefgreifendes Prozessverständnis aufzubauen. Bereits seit den Anfängen im 3D-Druck im Jahr 2010 hat sich der Dienstleister neben den Standardmaterialien auf bisher nicht additiv zu verarbeitende Werkstoffe fokussiert. Zu diesem Zweck sind unter anderem zwei selbstentwickelte additive Produktionsanlagen aufgebaut worden, die erst die Verarbeitung einiger neuer Materialien ermöglichen, beispielsweise Zamak 5. Aus diesem Bestreben heraus nimmt Protiq ebenfalls eine Vorreiterrolle hinsichtlich der Verarbeitung von elektrisch hochleitfähigem Kupfer ein. Dieser Werkstoff galt lange Zeit als nicht im 3D-Druck einsetzbar, bietet jedoch durch seine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit große Potenziale in vielen industriellen Anwendungen. Nach der Einführung seines RS-Kupfers – einer Legierung mit einem Kupferanteil von 99 Prozent – macht Protiq diese Möglichkeiten nun vollständig nutzbar, denn es wurde auch ein Prozess zur Verarbeitung von reinem Kupfer entwickelt. In diesem Zusammenhang verzichtet der Dienstleister komplett auf Legierungselemente und stellt so eine elektrische Leitfähigkeit von 58 MS/m sicher: 100 Prozent IACS (International Annealed Copper Standard). Verarbeitung des Zinkwerkstoffs weiterentwickelt und verändert. Gemein haben beide Prozesse, dass die Bauteile Schicht für Schicht aus feinem Metallpulver aufgebaut werden. Das Pulver, das in diesem Fall aus der Zamak-Legierung besteht, wird dabei von einem starken Laserstrahl präzise aufgeschmolzen und zum gewünschten Körper verschweißt. Die Form des Bauteils definiert sich ausschließlich aus den digitalen 3D-CAD-Daten, sodass keine teuren Formwerkzeuge erforderlich sind. Durch die werkzeuglose Produktion, bei der die hohen Initialkosten des klassischen Zinkdruckgießens entfallen, erweist sich die additive Herstellung bereits bei Einzelteilen und geringen Stückzahlen als wirtschaftlich. Das prädestiniert den 3D-Druck im Allgemeinen für die flexible Fertigung individueller Prototypen, weshalb das Verfahren in diesem Anwendungsgebiet schon weit verbreitet ist. Das bedeutet allerdings nicht, dass sich der von Protiq konzipierte Prozess lediglich für kleine Stückzahlen eignet. Seit der DIE MÖGLICHEN STÜCKZAHLEN UMFASSEN EINIGE TAUSEND BAUTEILE PRO JAHR, BEI KLEINEREN ARTIKELN SOGAR DEUTLICH MEHR Markteinführung im Jahr 2018 wurde das Verfahren kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert, sodass der Dienstleister nun ebenfalls eine direkte Serienproduktion anbieten kann. Die möglichen Stückzahlen umfassen hierbei einige tausend Bauteile pro Jahr; bei kleineren Artikeln sind sogar fünfstellige Jahresmengen möglich. Auf diese Weise adressiert Protiq eine kritische Nische, die bisher zwar durch das Zinkdruckgießen abgedeckt wurde, bei der sich die konventionelle Herstellung aufgrund der geringen Stückzahlen jedoch nicht rechnet. Ein typisches Beispiel dieser sogenannten Low Runner stellt eine kleine Sonderserie dar, die neben der profitablen Großserie der gleichen Produktfamilie gefertigt wird. Durch die Kombination der Vorteile einer unmittelbaren, schnellen Produktion mit der neuen Geometriefreiheit des 3D- Drucks ergibt sich die Chance, kundenindividuelle Bauteile in Serie herzustellen – Stichwort: Complexity for free. Im Rahmen www.myfactory-magazin.de MY FACTORY 2022/11-12 17

© 2021 by Vereinigte Fachverlage GmbH. Alle Rechte vorbehalten.