Die Möglichkeiten des 3D-Drucks nutzen

Wenn man die Möglichkeiten des 3D-Drucks nutzt, kann ein Ventilblock sehr leicht sein.

3D-Druck, Rapid Manufacturing –  die neuen Technologien ermöglichen es, Dinge zu fertigen, die mit herkömmlichen Methoden nicht herzustellen waren. Bisher musste der Konstrukteur immer darauf achten, dass beispielsweise Wellen nach außen abgestuft waren, damit die Bauteile, die auf die Welle geschoben werden, auch an ihren Sitz befördert werden können. Das ist bei 3D-gedruckten Teilen nicht mehr unbedingt so. Bekannte Bauelemente lassen sich völlig neu denken.

Wenn man die Möglichkeiten des 3D-Drucks nutzt, kann ein Ventilblock sehr leicht sein.

Wenn man die Möglichkeiten des 3D-Drucks nutzt, kann ein Ventilblock sehr leicht sein.

Ein gutes Beispiel sind Ventil- oder Hydraulikblöcke, die in einem Hydrauliksystem Anschlüsse und Ventile miteinander verbinden. Diese werden normalerweise aus einem Stahlklotz gefertigt, in denen zum Verbinden der Anschlüsse Bohrungen eingebracht sind. Wenn es um die Ecke gehen soll, werden zwei Bohrungen eingebracht, die sich schneiden und die nicht benötigten Enden mit Stopfen verschlossen. Dies ist nicht nur aufwendig und umständlich, sondern strömungstechnisch auch ungünstig. Zudem sind die Blöcke sehr schwer, da viel Material um die Bohrungen stehenbleibt.

Konstruiert man den selben Block für additive Fertigung, hat man alle Möglichkeiten, die Verbindungen als Rohr zu formen – es ergibt sich ein komplexes Rohrgeflecht, das mit normalen Mitteln nicht herstellbar wäre, aber sehr strömungsgünstig und leicht ist, weil nur da Material ist, wo es benötigt wird. Und noch ein Vorteil ist möglich: Man kann bei Bedarf an den Rohren Kühlrippen anbringen und so die Hydraulikflüssigkeit kühlen.

Das Beispiel zeigt, dass es sich oft lohnt, die ausgetretenen Pfade zu verlassen und völlig neu an bekannte Komponenten heranzugehen. Die Additive Fertigung ermöglicht oft ganz neue Lösungen, die Probleme beseitigen, mit denen man sich lange herumschlagen musste.

Um-die-Ecke-Denken lohnt sich auch beim Einsatz der 3D-Drucktechniken – das gedruckte Teil muss ja gar nicht das Endprodukt sein: So ist es möglich, Gusskerne im FDM-Verfahren zu drucken – ein Zylinderkopf mit seinen Kanälen ist so relativ einfach hergestellt: Man druckt sozusagen ein Negativ, also die Hohlräume und Kanäle, nutzt dies als Einlage im Formsand und brennt das Kunststoff-Druckteil vor dem Gießen aus. Schon sind komplexe Innenkonturen in Gussteilen kein Problem mehr. Ebenso können gedruckte Teile mit Silikon abgeformt werden und zum Fertigen von Kunststoff-Prototypen dienen. Und nicht zuletzt verarbeiten 3D-Drucker inzwischen Materialien, die 50 bis 150 Spritzgusszyklen aushalten – damit lassen sich kleine Serien sogar im „echten“ Spritzguss herstellen.

Es lohnt sich, die additiven Fertigungsverfahren kennenzulernen und deren Möglichkeiten im Konstruktionsalltag im Hinterkopf zu behalten – clevere Lösungen sind oft einfacher umzusetzen, als man denkt.

 

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