voxeljet technology GmbH: 3D-Druck ermöglicht wirtschaftlichen Feinguss

(PresseBox) ( Friedberg, )
Komplexe Bauteile waren im Feingussverfahren in kleinen Stückzahlen bislang nur mit beträchtlichem Zeit- und Kostenaufwand zu fertigen. Dass es heute auch anders geht, beweist die Schmolz + Bickenbach Guss Gruppe: Hier favorisiert man bei der Herstellung verlorener Modelle die 3D-Drucktechnologie von voxeljet und setzt damit Benchmark hinsichtlich Kosteneffizienz und Produktionszeit.

Auf den neuesten voxeljet-Druckern gelingt die Herstellung eines Kunststoffmodells für ein Francis-Laufrad mit einem Durchmesser von 500 mm in weniger als 24 Stunden. Als Material kommt PMMA zum Einsatz, das bereits bei 73° C zu erweichen beginnt und bei Temperaturen jenseits der 700° C rückstandsfrei verbrennt. Damit eignen sich die Bauteile hervorragend als Ausschmelzmodelle für den Feinguss. Bei Schmolz + Bickenbach verfügt man bereits seit einigen Jahren über fundierte Erfahrungen mit dem 3D-Druck von Kunststoffmodellen: "Wir haben die Modelle in der Vergangenheit im voxeljet-Dienstleistungszentrum drucken lassen. Die Vorteile der 3D-Drucktechnologie und ein ständig steigendes Auftragsvolumen haben uns im Jahr 2013 zur Investition in einen eigenen voxeljet-Drucker veranlasst. Mit unserer VX1000 können wir in unserer Feingießerei Bauteile aus PMMA Material in dem zur Verfügung stehenden Bauraum von 1060 x 600 x 500 mm drucken und daraus Gussteile bis zu einem maximalen Stückgewicht von 70 kg herstellen. Damit können wir unsere Kunden noch schneller und effizienter unterstützen", so Thomas Peipp.

Die Modelle entstehen im Schichtbauverfahren: Dabei wird das Kunststoffpulver in dünner Schicht auf eine Bauplattform ausgetragen und anschließend selektiv mit einem Lösungsmittel bedruckt. Das Lösungsmittel führt zu einer lokal begrenzten Verklebung der Partikel untereinander. Durch Auftrag und Bedrucken weiterer Schichten entsteht das gewünschte Objekt. Die unbedruckten Pulvermengen stützen die bedruckte Struktur, so dass selbst komplizierte Freiformflächen mit Hinterschneidungen ohne Stützstruktur herzustellen sind. Nach dem Druckprozess wird das fertige Modell vom Restpartikelmaterial befreit und mit Wachs infiltriert. Dadurch erhalten die Kunststoffmodelle eine geschlossene und saubere Oberfläche, was sich positiv auf die Qualität der Feingussteile auswirkt.

Egal ob 3D-gedrucktes Kunststoffmodell oder konventionell hergestellter Wachsling, die weitere Handhabung ist exakt identisch. Nach der Eingangskontrolle und der Montage des Angusssystems erfolgt die Aufbringung der ersten keramischen Überzüge. Danach geht es in den Ofen. Da die Kunststoffmodelle bereits bei 73°C erweichen und dabei schrumpfen, entstehen keine Risse der Keramikschale. Erreichen die Temperaturen 700°C und mehr, kommt es zur vollständigen und rückstandsfreien Ausbrennung der Formen. Die einmalige Verwendung des Modells erklärt, warum von verlorenen Modellen gesprochen wird.
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