Schicht für Schicht zum Ziel
Die additive Fertigung ermöglicht in der Gießerei-Industrie die Herstellung von Prototypen und Kleinstserien, ohne hierfür hohe Werkzeug- und Lagerhaltungskosten zu verursachen. Konstrukteuren ermöglicht sie nie dagewesene Freiheitsgrade bei der Gestaltung von Formen und Kernen.
Eine Zukunftstechnologie
Zusammen mit verschiedenen Druckmaschinenherstellern wurde der 3D-Druck in den letzten Jahren wesentlich weiterentwickelt. Vorrangige Ziele dabei: Weniger Emissionen während und nach dem Druckprozess, eine reduzierte Kennzeichnungspflicht sowie die Schonung der Ressource Sand.
Der 3D-Druck von Kernen ist ein zukunftsweisendes Thema, über das HA mit seinen Kunden in den Dialog treten möchte. Wir arbeiten gemeinsam mit Universitäten, Instituten und natürlich mit Gießereien und Maschinenherstellern an Lösungen für die Gießerei-Industrie. So hat HA zum Beispiel Schlichten mit speziellen Eigenschaften entwickelt, die perfekt auf additiv gefertigte Formen und Kerne abgestimmt sind. Ein speziell konfigurierter 3D-Drucker im CoC ermöglicht außerdem eine vertiefte Zusammenarbeit mit Kunden in diesem Bereich.
Stärken des 3D-Drucks
Auch wenn wir in der Gießereibranche meistens von additiver Fertigung sprechen – als Ergebnis erhält man perfekte dreidimensionale Werkstücke aus dem Drucker. Im Binder-Jetting-Verfahren werden Pulverpartikel (z.B. Sand oder Keramik) und ein Bindemittel so miteinander verbunden, dass nahezu unbegrenzte Formen und Geometrien entstehen.
Mit den passenden Bindemitteln können auf diese Weise komplexe Teile gefertigt werden, die sonst nur mit viel Aufwand oder überhaupt nicht möglich wären.
Additive Fertigung
- ermöglicht die Herstellung komplexer Kerne und Formen
- nur CAD-Daten nötig
- größtmögliche Flexibilität
- gedruckte und konventionelle Formen kombinierbar
Effiziente Innovationsprozesse
- Prototypen, einzelne Teile oder kleine Serien können kostengünstig produziert werden – Werkzeugkosten entfallen
- Neue Ideen oder geringe Modifikationen können umgehend umgesetzt und getestet werden
Nachhaltige Produktion
- emissionsfreie Gießprozesse mit speziell für den 3D-Druck entwickelten anorganischen Bindersystemen
- kaum Abfälle, die recycelt oder deponiert werden müssten
- neue technische Möglichkeiten für den Leichtbau
Wie funktioniert Additive Manufacturing in der Praxis?
Ein mit Pulver- oder Fluid-Aktivator versetzter Formstoff (z.B. Sand, Keramik) wird in mikrometerfeinen Schichten auf eine Baufläche aufgetragen und anschließend selektiv mit Binder bedruckt. Die über den Druckkopf ausgetragene Drucklösung startet den Härteprozess, der die umliegenden Formstoffpartikel miteinander verbindet.
Dieser Prozess wird so lange Schicht für Schicht fortgesetzt, bis die gewünschte Form hergestellt ist.
Nach dem Druck werden die Formen und Kerne vom umliegenden, ungebundenen Formstoff befreit. Das nicht bedruckte Partikelmaterial lässt sich systemabhängig nach einer Aufbereitung wieder ganz oder teilweise dem Prozess zuführen.
Abhängig vom Bindersystem und von den Festigkeitsanforderungen kommen die Kerne und Formen nach dem Schichtbauprozess für wenige Stunden zur Trocknung in einen Ofen und stehen dann für den Abguss zur Verfügung. Zur Verbesserung der Eigenschaften können die Kerne und Formen mit unseren Spezialschlichten beschichtet werden.
Produktportfolio für das Binder-Jetting
Seit Beginn des „Druckzeitalters" in der Gießereibranche ist Hüttenes-Albertus dabei: Mit genau auf die Drucker abgestimmten Bindersystemen.
Besonders im Fokus stehen dabei die anorganischen Bindersysteme. Das umweltfreundliche 3D-Drucken ist damit ein weiterer konsequenter Schritt zu einem vollständigen Produktionsprozess ohne Umweltbelastung.
Daneben sehen wir es aber auch als Verpflichtung an, bestehende und bewährte Verfahren weiter zu optimieren und somit auch diese Gießprozesse ressourcen- und umweltschonend zu gestalten.
3D-Druck mit anorganischen Bindersystemen
Mit unseren serientauglichen anorganischen Bindersystemen folgt das 3D-Drucken dem zunehmenden Trend zu umweltfreundlichen Formstoffen in der Gießerei.
Im Gegensatz zu organischen Systemen verbrennen anorganische Binder beim Gießvorgang nicht und erzeugen damit weder Qualm oder Geruch noch sonstige umweltbelastende Emissionen. Zur Unterstützung der Reaktionsgeschwindigkeit muss während des Druckprozesses mittels Infrarotheizung Wärme hinzugeführt werden.
Die Kerne und Formen werden nach Druckende zusätzlich in der Mikrowelle bis zur Endfestigkeit ausgehärtet.
Ressourcenschonender Druck mit Furanharzen
Unsere Furan-Bindersysteme erlauben sowohl den Einsatz von 3D-Druckern mit getrennter Mischtechnik – dem sogenanntem Trockenmischprozess – als auch in Druckern mit integrierten Mischanlagen.
Für beide Systeme wurden qualifizierte Aktivatoren entwickelt und auf unsere Bindersysteme abgestimmt. Durch die sehr gute Lagerfähigkeit der Aktivator-/Sandmischung kann der Mischprozess von dem empfindlichen Druckprozess entkoppelt werden. Die Aushärtung erfolgt selbstständig. Der aktivierte unbedruckte Sand kann zu mindestens 30% wiedereingesetzt werden.
Ein Nachhärtung im Ofen ist nicht erforderlich.
3D-Druck mit Phenolharzen
Als Alternative zum Druck mit Furanharzen eignen sich auch unsere speziell für den Druckprozess entwickelten Phenolharze hervorragend bei der additiven Fertigung. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeitswerte, äußerste Formstabilität, exzellente Konturenschärfe und eine hohe thermische Belastbarkeit aus.
Mit dem System ist es möglich, Formen, komplizierte Geometrien und schlecht zugängliche Hinterschneidungen zu drucken. Dabei wird der Sand nicht aktiviert, sondern als Rohsand zugegeben. Die Aushärtung erfolgt über die im Druckprozess integrierte Infrarotlampe.
Der unbedruckte Sand kann zu 100% erneut eingesetzt werden. Entsprechend hervorragend sind die Entsandungseigenschaften im Finishing-Prozess
Fachbeitrag
Schlichten für den 3D-Druck
Gießereien, die auf den 3D-Druck von Formen und Kernen setzen, können auf unsere speziell für das Verfahren ausbalancierten Produkte zurückgreifen. Durch die Verwendung dieser speziellen Schlichten kann die Entstehung von rauen Gussteiloberflächen und Gussfehlern wie Blattrippen oder Sandanhaftungen vermieden werden. ► Weiterlesen
Die Stärken von Schlichten speziell für den 3D-Druck:
- für die Anwendung im Eisen-, Stahl- und Aluminiumguss
- Vermeidung von Gussfehlern
- glatte Oberflächen
- auf Druckbedürfnisse angepasste Applikationseigenschaften
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