Panorama der Produktionshalle

Die Serie rückt näher
September 2006


Das Lasersintern etabliert sich als kostengünstiges Serienverfahren

Kleine und mittelgroße Formteile mit komplexen Geometrien lassen sich mit der Lasersinter-Technologie inzwischen auch in größeren Stückzahlen wirtschaftlich fertigen. Damit bietet sich das generative Schichtbau-Verfahren sowohl als Produktionsalternative für die Serienfertigung von Kunststoffteilen als auch für die kostengünstige Herstellung von Ersatzteilen an.

Kunststoffteile
Kunststoffteile mit komplexen Geometrien entstehen kostengünstig im e-Manufacturing
Schon als die Lasersinter-Technologie Anfang der 90er-Jahre als Methode des Rapid Prototyping entwickelt wurde, sahen einige wenige Optimisten dieses generative Schichtbau-Verfahren auch als Alternative für die Serienproduktion. Im Kunststoffbereich ist diese Vision heute Realität. Über verschiedene Innovationsstufen auf den Gebieten des Anlagenbaus und der Werkstoffkunde entstand aus dem einstigen Modellbau-Verfahren eine ernst zu nehmende Methode zur Produktion einbaufertiger Formteile aus Polyamid. Insbesondere bei kleinen und mittleren Losgrößen empfiehlt sie sich inzwischen als wirtschaftliche Alternative zum Fräsen oder Spritzgießen.

 

Realität e-Manufacturing

Maschinen
Die modernen EOS-Anlagen bei FKM arbeiten schnell dank Doppelkopf-Laser.
Zu den führenden Repräsentanten des e-Manufacturing - so die offizielle Bezeichnung für die Serienproduktion mittels Lasersintern - zählt FKM Sintertechnik. Der mittelständische Modellbau- und Prototyping-Dienstleister ist seit vielen Jahren Entwicklungspartner des deutschen Anlagenbauers EOS und gehört zu den ersten Unternehmen, die im Lasersintern Serien von bis zu 10.000 Stück produzieren. Das sind beispielsweise funktionelle Schutzkappen, Halte- und Steckelemente oder auch komplexe Gehäusekomponenten aus Kunststoff. In der Regel sind es kleine bis mittelgroße Formteile mit mehr oder minder anspruchsvoller Geometrie, die in wenigen Stunden oder über Nacht auf einer der elf EOS-Anlagen von FKM entstehen.

Da für das Lasersintern kein teures Formwerkzeug benötigt wird, können die Kunststoffteile zu einem sehr günstigen Preis hergestellt werden. Diese niedrigen Kosten gepaart mit der Schnelligkeit des Verfahrens erlauben zugleich die bedarfsgerechte On-Demand-Produktion von Ersatzteilen - womit sich für das Lasersintern einen weiteres großes Einsatzgebiet auftut.

Beide Anwendungen - e-Manufacturing und On-Demand-Ersatzteilwesen - profitieren davon, dass die steuerungstechnische Basis für die CO2-Laser der Sinteranlagen direkt aus den Geometriedaten etablierter 3D CAD-Konstruktionsprogrammen (ProEngineer, Solid Works, AutoCAD etc.) gewonnen werden. Der Aufwand für die Anfertigung von Werkzeugen entfällt daher. Zudem verfügen die Anlagen heute über schnelle Doppelkopf-Laser und große Bauräume von bis zu 700 x 380 x 580 Millimetern. Vor allem kleinere Kunststoffteile lassen sich somit sehr wirtschaftlich in größeren Stückzahlen produzieren.

Das Lasersintern ist im Gegensatz zur Stereolithografie ein trockenes Verfahren. Dabei erstellen CO2-Laser die Teile schichtweise aus pulverförmigem Material und versintern sie. Abhängig von Komplexität, Größe und Anzahl der Teile dauert das nur wenige Stunden. Das Verfahren arbeitet ohne Stützgeometrien. Die lasergesinterten Bauteile bestehen vorwiegend aus weißem Polyamid 12, einem serientauglichen Standard-Werkstoff für viele technische Anwendungen. Getestet wird seit kurzem auch CarbonMide®. Dieses mit Carbonfasern gefüllte, schwarze PA-Compound verfügt über eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und kommt derzeit vor allem bei Bauteilen für den Rennsport zum Einsatz.

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