Der Sondermaschinenhersteller hat gemeinsam mit Multec den großformatigen industriellen 3D-Drucker M1000 entwickelt, der Hochleistungsthermoplaste wie PEI und PEEK verarbeiten kann.
In High-Tech-Branchen steigt der Bedarf an großen, gedruckten Bauteilen aus Hochleistungskunststoffen wie beispielsweise PEI kontinuierlich. Zentraler Punkt einer wirtschaftlichen Fertigung sind Anlagen, die hinsichtlich Bauraumgröße, Isolierung, Bauraumheizung plus moderner Druckkopftechnologie den hohen Ansprüchen eines industriellen Maschinenbaus gerecht werden.
Den Partnern ist es in enger Kooperation gelungen, mit der M1000 einen großformatigen industriellen 3D-Drucker vorzustellen, der durch die Zusammenführung des patentierten 6-fach Druckkopfs HexaMove von Multec, Salem, mit einer High-End-Maschine des Sondermaschinenherstellers Reichenbacher Hamuel, Dörfles-Esbach, das Know-how zweier Welten vereint. Mit dieser Anlage ist es möglich, auch PEI oder PEEK zu drucken – also Kunststoffe, die neben einer hohen Festigkeit eine hohe Temperaturbeständigkeit mitbringen. Das PEI-Filament verfügt zudem über eine hohe Schlagfestigkeit und gute Chemikalientoleranz.
Industrieller Hochgeschwindigkeits-3D-Drucker mit 6-fach Druckkopf von Reichenbacher Hamuel. (Foto: Multec/Reichenbacher Hamuel)
Bevorzugt werden diese Materialien vor allem für technische Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik oder Bahn- und Militärindustrie. Die Anforderungen an diese Hochleistungsbauteile wie Radgehäuse, Luftkanäle oder Prototypen-Bauteile, beispielsweise im Motorenbereich der Rüstungsindustrie, sind immens. Sie müssen einerseits eine hohe Temperaturbeständigkeit von über 150 °C im Dauergebrauch aufweisen, und andererseits gute mechanische Eigenschaften in Bezug auf Dichte, Elastizität und Streckspannung besitzen.
Herausforderung hohe Temperaturen
Die Stärken der neuen Anlage sind neben der guten Isolierung eine wirksame Beheizung des Druckraums und im Gegenzug eine starke Kühlung von Druckkopf und Antriebskomponenten. Die Bauplattform ist für eine gute Verbindung der ersten Schicht bis zu 250 °C beheizbar, die Baukammer bis zu 350 °C. Damit verhindert man Spannungen beim Druck von Hochleistungskunststoffen, die mit den bis zu 400 °C beheizbaren Hotends verarbeitet werden. Wichtig für eine langlebige Funktion der Maschine ist die ab 80 °C erforderliche Kühlung von Druckkopf, Achsen und Elektronik – im Grunde aller Komponenten, die bei hohen Temperaturen ohne Isolierung und Kühlung einem schnellen Ausfall unterliegen.
Tiefziehform aus PLA-HT beansprucht mit über 100 kN Presskraft. (Foto: Multec/Reichenbacher Hamuel)
Vollautomatischer Filamentwechsel
Mit dem patentierten Mehrfach-Druckkopf wird Flexibilität, Präzision und Effizienz moderner Werkzeugmaschinen in den 3D-Druck übertragen. Der Filamentwechsel erfolgt vollautomatisch über ein Magazin, bei dem der Druckkopf wie ein Werkzeugwechselkopf agiert. Für die Düsen hat Multec eine besondere Verschlusstechnik entwickelt und patentieren lassen, damit diese nicht nachtropfen und somit Unsauberkeiten auf Oberflächen ausgeschlossen sind. Der Druckkopf benötigt dadurch keine Reinigungsfahrten mehr und ein Hotend nach dem anderen kann pausenfrei arbeiten. Durch dieses Magazin können nicht nur verschiedene Materialienkombinationen, sondern auch unterschiedliche Düsenarten und -größen in einem einzigen Druckprozess zum Einsatz kommen.
6-fach Filament-Extruder von Multec. (Foto: Multec/Reichenbacher Hamuel)
Ein Kubikmeter Bauraum
Und nicht zuletzt ist auch die Bauraumgröße für die High-Tech-Branchen ein entscheidendes Kriterium. Der Bedarf an großen Bauteilen zum Beispiel in der Orthopädie oder Luftfahrt- und Schienenfahrzeugindustrie ist hoch. Druckt man kleinere Bauteilgeometrien, müssen diese im Nachgang zusammengefügt werden, was einen zusätzlichen Arbeitsprozess bedeutet. Bei einem Bauraum von 1.000 x 1.000 x 1.000 mm ist dieser Schritt mehrheitlich nicht mehr notwendig. Wichtig ist jedoch, dass ein großer Bauraum auch schnell gefüllt werden kann. In der M1000 erzeugt der High-Speed-Druckkopf mit sechs Hotends 3- bis 5-mal höhere Volumenströme.
Der neue Industriedrucker M1000 in Maschinenbauqualität sorgt mit hohem Automatisierungsgrad für Flexibilität in der Fertigung und kurze Vorlaufzeiten. Rund um die Uhr kann die Anlage im Prototyping, aber auch für Kleinserienfertigung von Großbauteilen zum Einsatz kommen. Sie ist für die Herstellung von Gussformen oder Autoklavenwerkzeugen genauso interessant wie für den Einsatz im Werkzeug-, Schiffs-, Flugzeug- oder Fahrzeugbau.
