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DER KONSTRUKTEUR 10/2016

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WERKSTOFFTECHNIK Gewicht

WERKSTOFFTECHNIK Gewicht reduziert, Performance verbessert Anspruchsvolles PEEK-Bauteil für Lackierroboter im 3D-Druck gefertigt Der Hochleistungskunststoff PEEK gilt als ideales Thermoplast für die Herstellung von Formteilen, die in Fluidtechnik, Medizintechnik und Motorenbau verbaut werden. Allerdings gibt es bisher nur wenige Zulieferer, die PEEK-Serienteile in einem Schichtbau-Verfahren des 3D-Printing wirtschaftlich fertigen können. Die FKM Sintertechnik GmbH ist mit Hilfe geeigneter Lasersinter-Anlagen in der Lage, selbst Bauteile mit anspruchsvollen Innengeometrien aus PEEK zu realisieren. Aktuelles Beispiel dafür ist eine fluidtechnisch aufwändige Kanalscheibe für den Zerstäuber eines Lackierroboters. Kunststoff statt Aluminium Mit ihren 53 scheinbar willkürlich verteilten Löchern gibt die Kunststoffscheibe dem Betrachter zunächst Rätsel auf. Wenn er allerdings erfährt, dass er ein fluidtechnisches Einbauteil für den Rotationszerstäuber eines Lackierroboters vor Augen hat, nähert er sich bald auch der Frage, warum sich viele dieser Bohrungen in ihren Dimensionen so deutlich unterscheiden: Es sind Öffnungen von Kanälen für den Durchfluss verschiedener Medien (Lösemittel, Lack, Luft). Bedingt durch fluid- bzw. dosiertechnische Anforderungen winden sie sich in verschiedenen Größen und Längen durch das Innere der Scheibe und lassen hier eine komplexe, mehrdimensionale Kanalarchitektur entstehen. Dass dieses Bauteil heute als flache Scheibe aus Kunststoff existiert, ist freilich keine Selbstverständlichkeit. Lange Zeit galt es als gegeben, eine solch anspruchsvolle Innengeometrie in Aluminium zu realisieren. Das erforderte jedoch stets eine aufwändige mechanische Bearbeitung und ergab einen 120 mm hohen und 3,8 kg schweren Zylinder – nicht gerade ideal für einen hochdynamisch agierenden Industrieroboter. Es waren schließlich die 3D-Printing- Spezialisten von FKM Sintertechnik, die den Hersteller des Roboters von ihrer lasergesinterten Alternative überzeugten: Einer knapp 21 mm dicken Kanalscheibe aus dem Hochleistungsthermoplast PEEK, die den Roboter nur noch mit einem Gewicht von 230 g belastet und ihm beim Lackieren eine signifikant verbesserte Performance verleiht. PEEK generativ verarbeiten Den Hochleistungskunststoff Polyetheretherketon (PEEK) in einem 3D-Printing- Verfahren wie dem Lasersintern zu verarbeiten, beherrschen hierzulande erst wenige Unternehmen. FKM Sintertechnik ist führend auf diesem Gebiet. Bereits 2010 holte sich der Mittelständler die damals weltweit erste Lasersinter-Anlage für die PEEK-Teilefertigung ins Haus und im Rahmen der Inbetriebnahme seines neuen Fabrikgebäudes (2014) erweiterte er auch sein Leistungsspektrum in diesem Bereich. Basierend darauf ist FKM heute in der Lage, seinen Kunden schnell und preiswert Einzel- oder Serienteile aus dem lasersinterfähigen PEEK HP3 zu liefern. Das Thermoplast gilt als Universalist unter den technischen Kunststoffen. Es punktet mit geringer Wärmeausdehnung, gutem Dämpfungsverhalten und besten Gleiteigenschaften, und es ist mechanisch sehr belastbar sowie dauerhaft temperaturbeständig bis fast 300°C. Die von FKM realisierten PEEK-Teile erreichen Zugfestigkeiten von bis zu 95 MPa und E-Module von bis zu 4400 MPa. Außerdem ist das Material leicht, mehrfach sterilisierbar, nahezu unbrennbar, von hoher Reinheit sowie resistent gegen Hydrolyse und viele Chemikalien – bestens geeignet also für medienführende Fluidtechnik-Bauteile wie z. B. die Kanalscheibe für den Lackierroboter. Die Kanalscheibe aus PEEK ist wegen ihrer komplizierten Innengeometrie wie geschaffen für die Herstellung in einer generativen Schichtbau-Technologie wie dem Lasersintern. Jedes andere Formgebungsverfahren wäre hier teurer, zeitaufwändiger und – angesichts bedarfsgerecht produ zierter Losgrößen – viel zu unflexibel. Bisher hat FKM von der Kanalscheibe über 1000 Stück einbaufertig ausgeliefert; allerdings nicht als fortlaufende Serie, sondern immer on-demand. www.fkm-sintertechnik.de 70 Der Konstrukteur 10/2016

Robuste und vielseitige Bauteile aus Polyamid TONANGEBEND …Druck, perfekt dosiert PA 12C Lauramid, eine Entwicklung der Kunststoffexperten von Handtmann Elteka, ist ein drucklos gegossenes Polyamid 12. Durch die spezielle Gusstechnologie in Kombination mit sehr guten mechanischen und physikalischen Materialeigenschaften weisen Bauteile aus diesem Kunststoff Vorzüge auf, die sich gerade in bewegten Anwendungen auszahlen: extreme Abrasions- und Formbeständigkeit, geringes Gewicht, was sich auch bestens für Leichtbaukonstruktionen eignet, optimale Gleiteigenschaften auch im schmiermittelfreien Einsatz und sehr gutes Dämpfungsverhalten. Darüber hinaus sind die Bauteile äußerst vielseitig einsetzbar, denn der Hightech- Werkstoff kann in annähernd jede Geometrie gegossen werden. So sorgen Komponenten aus dem Kunststoff in den unterschiedlichsten Anwendungen auch im Bereich der Produktions- und Montageautomatisierung für einen zuverlässigen Antrieb. Typische Bauteile sind beispielsweise Zahnräder, Fangrollen, Bordscheiben oder anwendungsspezifische Formgussteile. www.handtmann.de Schneller zu individuellen Polyamid-Halbzeugen So, wie nur aus der korrekten Handhabung eines Instruments ein guter Ton entsteht, kommt es auch bei einer guten Konstruktion auf den Einsatz der richtigen Bauteile an. Fixieren, positionieren, justieren oder arretieren: Federnde Druckstücke Gute Teile >> effizienter Einsatz. Platten und Rundstäbe der Linie Tecast fertigt Ensinger mit neuen Anlagen am Standort Cham jetzt überwiegend automatisiert. Programmierte Produktionsabläufe und eine vollautomatische Prüfung auf Lunker sollen für eine gleichmäßige Qualität sorgen und die Fertigung beschleunigen. Das Umrüsten auf eine andere Plattendicke nimmt nur noch wenig Zeit in Anspruch. Die Formen lassen sich stufenlos per Mausklick verstellen. Auch bei Sonderprodukten kann das Werk schnell auf Kundenwünsche reagieren. Bei der kundenspezifischen Einstellung der Materialstärke spart der Zerspaner Zeit bei der Bearbeitung. Außerdem entsteht bei Herstellung weniger Abfall, was die Bauteilkosten senkt. Platten der Stärken 8 bis 130 mm stehen in mehreren neuen Formaten als Lagerartikel zur Verfügung. Für Halbzeuge mit Lebensmittelkontakt gibt es den Werkstoff Tecast T natural für Platten und Rundstäbe, die konform mit den entsprechenden FDA- und EU-Normen sind. www.ensinger-online.com Maschinen- und Vorrichtungsteile Spannelemente Bedienteile Maschinenelemente Basiselemente www.halder.de 35. Motek – Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung 10.–13. OKTOBER 2016 · STUTTGART