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DER KONSTRUKTEUR 4/2015

DER KONSTRUKTEUR 4/2015

CAD / CAM / PLM material

CAD / CAM / PLM material wird nachher entweder ausgebrochen oder in Wasser aufgelöst. Diese Stabilisierung wird zwar im Slicer der 3D-Druck- Software erzeugt. Um bei aufwändigeren Überhängen ein ordentliches Ergebnis zu erzielen, empfiehlt es sich jedoch, diese Stützkonstruktionen bereits beim Modellentwurf einzuzeichnen. Vieles ist möglich PLA oder ABS? Beim 3D-Druck stellt sich die Frage: Welches Material ist das richtige? In der Regel gilt es, zwischen ABS und PLA zu entscheiden. ABS bzw. Acrylnitril-Butadien-Styrol ist sozusagen ein Standard-Kunststoff in der Serienproduktion, die meist im Spritzgussverfahren erfolgt. PLA oder Polylactide ist dagegen in der Serienfertigung und im Spritzguss eher selten vertreten. Deshalb planen viele den Einstieg ins 3D-Drucken mit ABS. Dieser Werkstoff mag zwar für Serienprodukte von Vorteil sein, für erste Prototypen und Anschauungsmuster stellt er den Einsteiger in den 3D-Druck jedoch vor größere Herausforderungen als PLA. Ein großer Unterschied besteht nämlich im Schrumpfungsverhalten, auch Warp genannt. Da PLA bei geringeren Temperaturen gedruckt wird als ABS schrumpfen die Teile weniger. Bei Prototypen für Passgenauigkeitsstudien muss diese Schrumpfung bereits im CAD-Modell berücksichtigt werden. PLA ist durch sein größeres Temperaturfenster im Gesamten einfacher zu verarbeiten, haftet besser, wodurch weniger Fehldrucke anfallen und verbraucht zudem deutlicher weniger Energie während des Drucks, da die Düse und das Heizbett nicht so hoch erhitzt werden müssen. PLA ist darüber hinaus biologisch abbaubar. Material Schmelzpunkt E-Modul (Rohstoff) Temp. beständigkeit ABS 250°C 1700 MPa ca. 90 °C PLA 210°C 4000 MPa ca. 60 °C Performance PLA 190°C 4000 MPa ca. 60 °C Mittlerweile verfügen die beiden Spezialisten über große Erfahrung. Das Portfolio an gedruckten Objektbeispielen ist groß. Es gibt nicht viele Formen, die Benjamin Kapfinger und Hermann Straubinger noch nicht gedruckt haben. Benjamin Kapfinger hält ein Anschauungsmuster in der Hand, einen Detailausschnitt einer Deckenverkleidung mit Rosetten in ca. 30 x 20 cm Größe. „Das haben wir dem Kunden vorgelegt. Das Original wird später tiefgezogen und vergoldet.“ Das nächste Objekt ist eine Grundplatte mit einem schräg gerichteten Rohr. „Hier konnte sich aufgrund der CAD-Zeichnung keiner vorstellen, wie das in echt aussieht.“ Sogar ein komplettes Modell einer Dachkonstruktion im Maßstab 1:25 wurde bereits gedruckt. Auch Türdichtungen kommen in der Entwurfsphase bereits aus dem 3D-Drucker. „Wir hatten noch nie so richtig schlechte Ergebnisse.“ Man habe schon öfters 24 Stunden durchgedruckt – ohne Probleme. Die Maßgenauigkeit sei sehr gut. Die Schichtstärke werde nicht einmal ausgenutzt. „0,25 mm Schichtstärke sind zu 99 Prozent ausreichend“, so Hermann Straubinger. Am wichtigsten sei die Genauigkeit der X- und Y-Achse, und dass kein Versatz der Lagen übereinander entstehe. Diese positiven Ergebnisse sind aber auch der Bereitschaft der beiden geschuldet, sich in das Thema einzuarbeiten. Der Dienst wird von den Abteilungen gerne angenommen, mit steigender Tendenz. Am beliebtesten sei das knall-orange PLA (Polylactide). Mittlerweile kämen auch Anfragen in Richtung Kleinserienproduktion von bis zu 1000 Stück. Für die beiden 3D-Druck-Spezialisten bedeutet dies, neben PLA nun auch den vermehrten Einsatz von ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat). „ABS ist mit dem X400 gut zu drucken, aber schwer zu kontrollieren“, so die ersten Erfahrungen. Doch den Umgang mit dem Material bedingt stärkeren Verzug werden die beiden auch noch bewältigen. www.germanreprap.com Berechnungssoftware: neue Version eröffnet neue Möglichkeiten Zur Hannover Messe 2015 erscheint der Kisssoft-Release 03/2015 mit etlichen Neuerungen. So wurde z. B. in der neuen Version der Software die Flankenbruchberechnung nach Methode B der ISO/ DTR 19042 hinzugefügt. Diese Schadensart tritt in Form einer Rissentstehung in größeren Werkstofftiefen auf und kann bei Stirnrädern wie Kegelrädern vorkommen. Ein Flankenbruch führt in den meisten Fällen zum kompletten Ausfall des Getriebes. Die Berechnungsnorm ISO/DTR 19042 wird derzeit im ISO-Komitee für Stirnräder erstellt und beinhaltet einen Rechengang für die Berechnung mit vereinfachten Lastannahmen (Methode B) sowie ein lokales Verfahren, das es ermöglicht, die Schadensgefahr über den ganzen Zahneingriff zu analysieren (Methode A). Beide Methoden stehen dem Anwender im Release 03/2015 zur Verfügung. Bei der Optimierung von Kegelrädern ist es aufgrund der räumlichen Abdrängungen unter Last unausweichlich, Flankenmodifikationen wie Längs- und Höhenballigkeit anzuwenden sowie eine Optimierung der Tragbildlage durchzuführen. Die Beurteilung der Flankenmodifikationen erfolgt üblicherweise in einer Kontaktanalyse unter Last, welche die Lageabweichungen und die Zahnbiegungen berücksichtigt. Diese wurde nun in Kisssoft implementiert: Als Resultate werden das Tragbild, die Drehwegabweichung und Spannungsverteilung ausgegeben – sowie das Risiko des Flankenbruchs, basierend auf dem Entwurf der Flankenbruchberechnung ISO/DTR19042 für Stirnräder. Daneben bietet das Release viele weitere interessante Neuerungen, u. a. in den Bereichen Wellenberechnung, Planetengetriebe und Schraubenberechnung. www.kisssoft.ag 46 Der Konstrukteur 4/2015

WERKSTOFFTECHNIK 24.–25.11.2015 in Mannheim Prozesskonstante Dosiertechnik für Klebe- und Dichtsysteme ISGATEC.indd 1 23.03.2015 07:47:44 Temperaturbeständige Hochleistungs-Compounds für Zahnräder Lehmann & Voss & Co. hat neue Werkstoffe für Kunststoff-Zahnräder entwickelt, die auch unter erhöhten Temperaturen belastbarer sind. Die Hochleistungs-Compounds Luvocom 1-8181 und 1-8520 basieren auf PA 66, wodurch sich die Festigkeit im Vergleich zu POM bei Raumtemperatur und 120 °C um rund 100 % erhöht. Dazu weisen diese Werkstoffe auch eine abgestimmte Zähigkeit auf. Die Dauergebrauchstemperatur liegt bei 120 °C und kurzzeitig bei 150 °C. Einsatzgebiet für die Zahnräder aus dem neuen Werkstoff ist aufgrund der Temperaturbeständigkeit vor allem der Automobilbereich. Zahnräder aus Kunststoff können in Großserien meist kostengünstiger als Metallteile hergestellt werden. Dazu kommen geräuschdämpfende Eigenschaften, ein geringeres Gewicht, Funktionsintegration, chemische Beständigkeit und eine Verbesserung der tribologischen Eigenschaften durch inkorporierte Schmierung. www.lehvoss.de Verstärkung für thermoplastische Pressmassen Die Hochleistungsverbundwerkstoffe Tepex der Lanxess-Tochter Bond-Laminates steigern die mechanische Leistungsfähigkeit von Bauteilen aus faserverstärkten thermoplastischen Formpressmassen. Zum Einsatz kommen sie zum Beispiel bei der Teilabdeckung des Nachschalldämpfers vom BMW i8. Diese wird aus einer Polypropylen-Pressmasse hergestellt, die mit Langglasfaser-Rovings verstärkt ist. Als Decklage dient ein Einleger aus Tepex dynalite 104-RG601. Er sorgt mit seiner Steifigkeit bei hohen Temperaturen dafür, dass sich die Teilabdeckung durch die Hitze in der Umgebung des Nachschalldämpfers nicht verformt. Außerdem verbessert er die Festigkeit und Schlagzähigkeit des Bauteils bei Frost. Für andere thermoplastische Pressmassen und Umformmaterialien ist Tepex ebenfalls zur lokalen Bauteilverstärkung einsetzbar. Auch Polypropylenbasierte, glasfaserverstärkte Mischfaservliese, aus denen Unterbodenverkleidungen produziert werden, lassen sich mit Tepex versteifen. www.lanxess.com Federnauswahl ab Lager in 12.603 Baugrössen federnshop.com katalog / (+49) 07123 960-192

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