Kunststoff / Produktentwicklung / Produktion

Arburg präsentiert mit dem neuen "Freeformer" eine neue Technologie zur additiven Fertigung. Mit dem patentierten Verfahren, das  Arburg-Kunststoff-Freiformen (AKF), werden aus Standardgranulat ohne Werkzeug Einzelteile und Kleinserien produziert.

Beim AKF werden 3D-CAD-Daten vom Freeformer direkt aufbereitet, Standard-Kunststoffgranulat wie beim Spritzgießen integriert aufgeschmolzen, aus der flüssigen Schmelze Tröpfchen erzeugt und daraus additiv – also Schicht für Schicht  – das voll funktionsfähige Bauteil aufgebaut.

Praxisorientiert

Als Hersteller von Spritzgießmaschinen hat Arburg einen praxisorientierten Blick auf die additive Fertigung geworfen und die daraus resultierenden Prämissen in Form des neuen Verfahrens konsequent in die Realität umgesetzt. Wichtig war zu allererst, dass handelsübliche Kunststoffgranulate zum Einsatz kommen können und keine vorkonfektionierten Lieferformen wie Pulver oder Stränge, welche das Material, die Verarbeitung und damit auch die Teile teuer werden lässt. Hinzu kommt ein geringer Materialverbrauch, weil der Freeformer stützstrukturlos arbeiten kann und daher keinen Abfall produziert. Das schont Ressourcen und macht die Fertigung wirtschaftlich. So lassen sich Funktionsteile hochflexibel herstellen.

Aufbereitung von Standardgranulaten

Das Rad muss man nicht neu erfinden. Das dachten sich auch die Arburg-Techniker bei der Entwicklung des Freeformers. Sie gaben der neuen Maschine eine konventionelle, weil bewährte Materialaufbereitung mit auf den Weg, die prinzipiell wie beim Spritzgießen funktioniert. Das Standard-Kunststoffgranulat wird in die Maschine eingefüllt. Ein beheizter Plastifizierzylinder sorgt für eine optimal vorbereitete Kunststoffschmelze an der sogenannten Austragseinheit. Deren patentierter Düsenverschluss mit hochfrequenter Piezotechnik ermöglicht schnelle Öffnungs- und Schließbewegungen und erzeugt so unter Druck die Kunststofftröpfchen, aus denen sich „Tröpfchen für Tröpfchen“ additiv das gewünschte Kunststoffteil aufbaut.

Beweglicher Bauteilträger, starre Düse

Neu gedacht wurde das Prinzip der beweglichen und starren Komponenten der Maschine. Beim Freeformer bleibt die Austragseinheit mit Düse genau in ihrer vertikalen Position. Stattdessen bewegt sich der Bauteilträger. Neben einen serienmäßig über drei Achsen beweglichen Bauteilträger steht optional eine Variante mit fünf Achsen zur Verfügung, z. B. zur Umsetzung von stützstrukturlosen Hinterschnitten.

Der große Vorteil der 5-Achs-Variante: Stützstrukturen wie sie bei vielen anderen Verfahren der additiven Fertigung erforderlich sind, werden in der Regel überflüssig. Die Bauteile sind nach ihrer Fertigung ohne Nacharbeit sofort einsatzbereit.

Weich-Verbindungen

Die hohe Flexibilität in der Verarbeitung war eine der wichtigsten Voraussetzungen, die bei der Entwicklung des Freeformers berücksichtigt wurde. Deshalb können z. B. mit einem Freeformer, der über zwei Austragseinheiten verfügt, auch zwei Materialien oder Farben kombiniert verarbeitet werden. Damit sind additiv z. B. auch bewegliche Hart-Weich-Kombinationen oder Teile mit spezieller Optik und Haptik herstellbar, bei denen beide Komponenten sicher verbunden sind.

Komplexe Technik, einfach bedienbar

Schließlich hat Arburg auch beim Freeformer den bei den Spritzgießmaschinen eingeschlagenen Weg, komplexe Technik einfach beherrschbar zu machen und selbst zu entwickeln, stringent weiterverfolgt. Damit wird die additive Fertigung genial einfach: Die für den flächendeckenden Aufbau der Teile notwendigen Parameter generiert die eigenentwickelte Steuerung des Freeformers. Sie bekommt die 3D-CAD-Daten der herzustellenden Bauteile als STL-Files, bereitet sie durch Slicing automatisch auf und die Produktion kann starten. Spezielle Programmier- oder Verarbeitungskenntnisse oder umfangreiche Schulungen sind nicht erforderlich. Der über Gesten gesteuerte Multi-Touchscreen tut ein Übriges für mehr Freude am Arbeitsplatz. Mühelos einwandfreie Teile herzustellen, macht mit dem Freeformer „einfach“ Spaß.

Staub- und emissionsfrei

Die Bauteile entstehen auf dem Freeformer durch die flüssigen Kunststofftröpfchen völlig staub- und emissionsfrei. Deshalb eignet sich die Maschine für praktisch jede Einsatzumgebung. Egal ob in der Produktion, im Büro, in der Konstruktion oder in einem medizintechnisch sauberen Umfeld. Absaug- und Filtereinrichtungen sind nicht notwendig.

Mobil und universell nutzbar werden die Freeformer auch durch Plug-and-play. Die Maschine ist nicht nur überaus kompakt, sondern auch sofort produktionsbereit: Einfach Stecker anschließen und los geht die Teileherstellung.

Weitere Informationen:

ARBURG