Das Thema additive Fertigung gewinnt zunehmend an Bedeutung: Bei der Herstellung von kleinen Serien und Prototypen sowie im Bereich Industrie 4.0. Auch Bosch Rexroth setzt auf diese Zukunftstechnologie. Aktuell qualifiziert das Unternehmen gemeinsam mit Trumpf und Heraeus Additive Manufacturing ein weiteres additives Fertigungsverfahren für die wirtschaftliche Herstellung von Hydraulikkomponenten.
Das Projekt mit Schwerpunkt Selective Laser Melting beschäftigt sich mit der Fertigung von Servoventilen. Als ergänzendes Standardverfahren zur konventionellen Produktion soll dies vor allem für die kurzfristige Herstellung von Kleinserien und kundenindividuelle Varianten eingesetzt werden. Bosch Rexroth nutzt bereits mehrere 3D-Drucker zur Herstellung von Gusskernen für Steuerblöcke in Lohr und beherrscht die komplette Prozesskette vom Engineering über den 3D-Druck bis zum fertigen Produkt.
Reduzierte Komplexität
Durch ihren Variantenreichtum auf Komponentenebene eröffnet die Hydraulik hohe Freiheitsgrade, maßgeschneiderte Antriebslösungen zu konfigurieren. Auf der anderen Seite steigert diese Vielfalt den Aufwand für die Hersteller in der Fertigung. Der Einsatz des 3D-Druckverfahrens Selective Laser Melting reduziert diese Komplexität. Es ermöglicht die kurzfristige und wirtschaftliche Produktion von Servoventilen oder Schiebern für Wegeventile in kleinen und kleinsten Stückzahlen. In einem Gemeinschaftsprojekt mit Trumpf und Heraeus Additive Manufacturing qualifizieren die Fertigungsspezialisten von Bosch Rexroth aktuell die gesamte Prozesskette von der 3D-Druck optimierten Konstruktion bis zum fertigen Produkt.
Hybride Fertigung von Servoventilen
Gedruckte Varianten sind wesentlich leichter und kompakter als konventionell gefertigte Ausführungen. Optimierte Kanalführungen verringern die Drosselverluste und steigern die Energieeffizienz. Zukünftig können Konstrukteure darüber hinaus neue Funktionen in die Komponenten integrieren. Im Verlaufe des Projekts hat das Projektteam eine hybride Fertigung von Servoventilen für zukünftige Serienanwendungen entwickelt. Dabei kombiniert Rexroth klassisch spanend hergestellte Preforms mit in 3D-Druck gefertigten Bauteilen. Als weitere Komponente testet das Projektteam das Drucken von Hohlzylindern als Schieber für Wegeventile.
Tru Print 5000 von Trumpf
Bei dem Projekt kommt die zukünftige Serienmaschine Tru Print 5000 von Trumpf zum Einsatz. Bei ihr arbeiten drei 500 W starke Trumpf Faserlaser parallel an einem Werkstück. Dadurch halbiert sich nahezu die Druckdauer eines Servoventils. Trumpf deckt zudem die gesamte Prozesskette der Additiven Fertigung, einschließlich Teile- und Pulvermanagement, ab.
Hohe Pulverquaität dank Heraeus
Heraeus Additive Manufacturing unterstützt das Projekt bei der Auswahl der am besten geeigneten Materialien und qualifiziert das Fließverhalten des Stahlpulvers sowie die Partikelgrößenverteilung im Bereich von 20 bis 40 µm. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von rund 100 µm. Erst eine zuverlässig hohe Pulverqualität ermöglicht eine reproduzierbare Bauteilqualität unter realen Produktionsbedingungen. Die Druckfestigkeit der bislang gedruckten Servoventile entspricht denen aus dem Vollen gefrästen Bauteilen gleichen Stahls.
Bosch Rexroth setzt bereits seit einigen Jahren das 3D-Druck-Verfahren Sandformen für die Herstellung von Gusskernen für Steuerblöcke ein. Dadurch können selbst Einzelstücke und Prototypen mit extrem kurzen Vorlaufzeiten gefertigt werden. Kunden reduzieren so die Time-to-Market ihrer Lösungen deutlich und können schnell kundenindividuelle Varianten umsetzen.
