Von Freeformer bis Flüssigsilikon

Auf der Formnext 2023 präsentiert Arburg Additive sein komplettes Spektrum für die Additive Fertigung auf Basis von Granulaten, Filamenten und Flüssigsilikon (LSR). Ein Highlight ist der neue Hochtemperatur-Freeformer 750-3X, der belastbare Luftverteiler aus Ultem-Originalgranulat produziert. 3D-Drucker der Baureihen TiQ und LiQ der Marke Innovatiq demonstrieren die Verarbeitung von faserverstärkten Filamenten und zertifiziertem LSR. Zudem sind zahlreiche Bauteilbeispiele zu sehen, darunter AKF-Bauteile aus kurzfaserverstärkten Thermoplasten

Mit den Freeformern lassen sich im Arburg-Kunststoff-Freiformen (AKF) voll funktionsfähige Bauteile und Kleinserien auf Basis von originalen Kunststoffgranulaten additiv fertigen, auch aus sehr weichen Materialien (bis Härte 28 Shore A) oder in Hart-Weich-Verbindung. Sie eignen sich generell für Anwendungen in der Medizintechnik, Automobilindustrie oder Luft- und Raumfahrt.

Auf der Formnext 2023 fertigt der neue Freeformer 750-3X in Hochtemperatur-Ausführung aus dem Originalmaterial Ultem 9085 geometrisch anspruchsvolle Luftverteiler. Die High-end-Maschine verfügt über drei Austragseinheiten und ist äußerlich nicht vom Freeformer 300-3X zu unterscheiden. Mit rund 750 cm² ist jedoch der Bauteilträger rund 2,5 Mal größer. Zudem ist die Datenaufbereitung und die von Arburg selbst entwickelte und gefertigte Gestica-Steuerung hinsichtlich Prozessstabilität und Bauteilqualität optimiert sowie die Bauzeit deutlich verkürzt. Ergebnis sind signifikant reduzierte Kosten pro Bauteil und ein geringerer Materialeinsatz. Der Bauraum lässt sich auf 200 °C temperieren, die Plastifizierung des Granulats erfolgt bei bis zu 450 °C.

Ein zweiter Freeformer 750-3X produziert orthopädische Einlagen bis Schuhgröße 50. Mit dem AKF-Verfahrens lassen sich bestimmte Stellen des Fußbettes individuell verstärken und andere gezielt weich auslegen – entweder durch eine Multimaterial-Kombination z. B. von hartem PP und weichem TPE oder über eine Anpassung der Fülldichte. Anhand dieses Musterteils wird auch gezeigt, wie sich die Bauzeit z. B. aufgrund von weiterentwickelten Software-Features und gitterförmigen Stützstrukturen signifikant reduzieren lässt. Das dritte AKF-Exponat, ein Freeformer 200-3X, ist speziell für die Verarbeitung von Weichmaterialien ausgelegt.

„Wir verzeichnen eine hohe Nachfrage nach additiv gefertigten Bauteilen aus kurzfaserverstärkten Thermoplasten“, betont Simon Leitl, Abteilungsleiter Entwicklung bei ARburg Additive. „Auf der Formnext demonstrieren wir hierzu an ersten Musterbauteilen für verschiedene Branchen gerne die aktuellen Fortschritte im AKF-Verfahren mit dem Freeformer.“ Dazu zählt z. B. die Entwicklung eines modifizierten Austragssystems.

Dass sich das AKF-Verfahren auch für die effiziente Fertigung von Kleinserien eignet, ist exemplarisch an einer Bauplatte, eng bestückt mit 3D-gedruckten Haltern aus PA zu sehen. Hierzu teilen die Experten mit Interessenten aus den Bereichen Spritzgießen und Additive Fertigung gerne ebenfalls die gesammelten Erfahrungen.

Die kompakten 3D-Drucker der Baureihe TiQ von Arburg verfügen über eine CNC-Steuerung und verarbeiten Filamente im Verfahren Fused Filament Fabrication (FFF, auch Materialextrusion oder FDM). Der TiQ 2 ist besonders wirtschaftlich und auch wegen des offenen Materialsystems empfiehlt Arburg ihn für den Einstieg in die Additiven Fertigung. Gezeigt werden in Frankfurt belastbare Sauggreifer und mechanische Greifer aus faserverstärktem PA und PP mit individualisierten Fingern zur Bauteilaufnahme, real montiert an Roboter-Armen.

Der TiQ 5 pro verfügt über eine integrierte Materialtrocknung und aktive Bauraumtemperierung. Ein Bauteil- Highlight ist ein mit diesem Hochleistungsdrucker aus faser­verstärktem Filament 3D-gedrucktes „Highspeed Water Scooter Board“. Dessen Einzelteile sind zu einem funktionsfähigen Prototyp laminiert.

Alle 3D-Drucker von Innovatiq werden über die intuitive Industriesteuerung Gestiq-Pro bedient. Das optional verfügbare Smart-Monitoring-System erlaubt eine Produktionsüberwachung mehrerer Drucker gleichzeitig. Mit dem LAM-Verfahren (Liquid Additive Manufacturing) können aus Flüssigsilikon z. B. Faltenbalge, Softgreifer oder End-of-Arm-Toolings (EoAT) für die Automatisierung, aber auch industrielle Dichtungen und Membrane prozesssicher in verschiedenen Shore-Härten gedruckt werden.

Auf der Formnext 2023 wird erstmals die Verarbeitung des umfangreich medizinisch und FDA-zertifizierten Standard-LSR KEG-2003H-30A/B von Shin-Etsu demonstriert. Damit lassen sich z. B. Implantate oder Produkte für den Lebensmittelbereich herstellen. Die 3D-gedruckten Bauteile haben praktisch die gleichen flammhemmenden, UV- und temperaturbeständigen Eigenschaften wie Spritzteile.