Lasersintern statt Spritzguss: Das Gehäuse dieses 3D-Messgerätes wird "on demand" mit generativen Fertigungsverfahren erzeugt.
Materialise NV, Leuven/ Belgien
Verfahren wie das Lasersintern eignen sich längst nicht mehr nur für die Produktion von Prototypen. Sie werden inzwischen auch genutzt, um z.B. Robotergreifer und Gehäuse von Messgeräten zu produzieren. Die Anwender profitieren dann von erhöhter Flexibilität und kürzeren Produktionszeiten bei der Kleinserienfertigung, weil die Herstellung aufwändiger Werkzeuge entfällt.
Den Ausdruck „Rapid Prototyping“ hören viele Hersteller und Anwender von Lasersinter-Anlagen nicht mehr gern. Sie vertreten die Position, dass das Verfahren längst mehr ausschließlich für die schnelle Produktion von Prototypen und Handmustern tauglich ist, sondern durchaus auch für die Herstellung von „richtigen“ Bauteilen. Deshalb bevorzugen sie den Begriff der „generativen Fertigungsverfahren“ (oder, auf Englisch, „Additive Manufacturing“) und weisen damit auf einen zentralen Unterschied zu den traditionellen spanabhebenden Bearbeitungsprozessen hin. Bei Verfahren wie dem selektiven Lasersintern, Stereolithographie und Fused Deposition Modelling (FDM) wird im Gegensatz zum Drehen, Fräsen etc. kein Material abgetragen. Vielmehr entsteht das Bauteil aus einem pulverförmigen Grundstoff, der per Laserstrahl aushärtet.
Neue Freiheiten bei der Formgebung
Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass man Hinterschneidungen und andere komplexe Formgebungen realisieren kann, die bei der spanabhebenden Fertigung nicht oder nur mit großem Aufwand möglich sind. Außerdem kommt man schnell zum Ziel, weil man im Vergleich zum Kunststoff-Spritzguss oder zum Metallguss keine Werkzeuge und Formen benötigt. Aus diesen Gründen ist das Lasersintern vor Allem für kleine Serien interessant – zumal inzwischen Gebrauchseigenschaften erreicht werden, die eine Verwendung in Serienprodukten ermöglichen. Das verdeutlichen zwei Beispiele.
Robotergreifer: Hohe Funktionsintegration
Ein Hersteller von Automatisierungstechnik nutzt das Lasersintern, um Robotergreifer herzustellen, und ersetzt damit die bisher übliche spanende Bearbeitung von Aluminium. Der Vorteil liegt hier u.a. darin, dass die Greifer leichter sind und die Antriebsachsen weniger Massen bewegen müssen. Somit werden höhere Beschleunigungswerte und kürzere Arbeitszyklen erreicht. Zudem lässt sich ein hohes Maß an Funktionsintegration erreichen, weil man z.B. Kanäle für die Zuführung von Druckluft und Signalleitungen direkt in den Greifer integrieren kann. Auch elektronische Bauteile lassen sich in die Konstruktion integrieren.
Darüber hinaus ist der Anwender flexibler, wenn Anpassungen an der Anlage vorgenommen werden sollen. Dann wird – basierend auf vorhandenen Konstruktionsdaten – schnell ein neuer Greifer produziert. Ein weiterer Vorteil sind die kurzen Projektierungs- und Fertigungszeiten. Innerhalb von zwei Wochen steht ein erstes Muster bereit, das getestet und optimiert werden kann. Für die Fertigung selbst benötigt der beauftragte Dienstleister nur wenige Stunden.
Messtechnik: Flexibles Gehäusedesign
Ein namhafter Anbieter von handgeführten Messgeräten lässt das Gehäuse eines neuen 3D-Scanners nach dem Verfahren des Lasersinterns produzieren. Neben dem geringen Gewicht und der komplexen Formgebung ist hier der Hauptvorteil, dass man bei technischen Fortschritten in der Messtechnik mit sehr geringem Aufwand die Gehäuseform anpassen kann. Diese Möglichkeit wurde bereits mehrfach genutzt. Zudem sind die Fertigungszeiten so kurz, dass die Gehäuse nun erst dann produziert werden, wenn ein konkreter Auftrag vorliegt.
Verfahren werden „erwachsen“
Die beiden Beispiele zeigen, dass die generativen Fertigungsverfahren „erwachsen“ werden und sich auch für die Produktion von (Klein-)Serienteilen eignen. Aktuelle Entwicklungen werden diesen Trend weiter vorantreiben. Zum Beispiel gibt es neue Zusatzverfahren der Oberflächentechnik, die z.B. für Interieur-Teile der Automobilindustrie interessant sind und den Entwicklern auch neue Design-Möglichkeiten eröffnen.