Leering Hengelo, der Spezialist für die Nachbearbeitung von 3D-Druckprodukten, bietet die Nachbearbeitung jetzt auch als Dienstleistung an. Dies ist eines der Ergebnisse der Zusammenarbeit zwischen Leering Hengelo und AMT (Additive Manufacturing Technologies Ltd.). Die vollständig automatisierten Normfinish®-Anlagen zur Pulverentfernung von Leering Hengelo kombiniert mit den PostPro3D®-Maschinen von AMT bieten jetzt jedem Unternehmen die Möglichkeit, 3D-gedruckte Teile zu verdichten und zu glätten.
Laut dem jährlichen Additive Manufacturing-Bericht von AMFG verschiebt sich der Fokus zunehmend in Richtung Nachbearbeitung. Für die Autoren ist dies sogar die wichtigste Herausforderung. Ursache dafür sind die vielen manuellen Bearbeitungen, welche die Durchlaufzeit und die Kosten des 3D-Drucks erhöhen können. Bei der Serienfertigung kann die Nachbearbeitung die gesamte 3D-Produktionszeit um 17 bis 100 Prozent erhöhen. Außerdem macht die Nachbearbeitung von 3D-Druckteilen einen erheblichen Anteil an den Gesamtkosten pro Teil aus. Dies kann je nach Anwendung bis zu 60 Prozent der Gesamtkosten ausmachen.
Die Automatisierung der Nachbearbeitung ist daher von entscheidender Bedeutung, sagt Jan Panhuis, Senior Technical Commercial Advisor bei Leering Hengelo. „3D-Druck ist ein wachsender Markt, aber nur mit einem Drucker kommt man noch nicht weit“, erzählt er. „3D-Druck ist fantastisch. Man kann effizient Produkte fertigen, die mit den üblichen Produktionsmaschinen extrem teuer werden oder deren Produktion damit sogar unmöglich ist. 3D-Druck kommt jetzt außerdem in eine Phase, in der er gegenüber der konventionellen Produktion immer häufiger interessant wird. Sie müssen aber berücksichtigen, dass man nur mit dem 3D-Druck noch nicht am Ende ist. Der Finishing Touch ist die Nachbearbeitung.“
Gegen Anfang des Sommers sind Leering Hengelo und AMT (Additive Manufacturing Technologies Ltd.) eine Kooperation eingegangen, die auf den Verkauf und die weitere Entwicklung der Nachbearbeitungstechnologie für den 3D-Druck ausgerichtet ist. Dies ist eine perfekte Kombination: die vollständig automatisierten Normfinish Anlagen zur Pulverentfernung von Leering Hengelo und die PostPro3D-Maschinen von AMT. Die PostPro3D arbeitet mit einem chemischen Prozess, wobei die Oberfläche von 3D-Druckprodukten auf Basis thermoplastischer Polymere automatisch verdichtet und geglättet werden kann. Die damit erreichbare Oberflächenqualität kann mit der moderner Spritzgusstechniken verglichen werden.
Strahlkabine
Panhuis erkennt, dass die Nachbearbeitung beim Drucken in einer Pulverbett-Umgebung immer wichtiger wird. Dabei erkennt er täglich die Bedeutung der weiteren Bearbeitung von 3D-Drucken. Auf einem „Build“, der aus dem Drucker kommt, befindet sich nämlich noch viel Pulver. Das kann zum Beispiel durch Wegblasen, Absaugen oder Vibrieren entfernt werden. Das überschüssige Pulver kann wiederverwertet werden, aber auch auf dem Produkt selbst befindet sich noch Restpulver, das man gern entfernen möchte. Eine Strahlkabine, mit oder ohne Drehkorb (für gedruckte Teile aus Kunststoff) kann eine Lösung sein.
Leering Hengelo hat mit der Normfinish 3D-Serie eine Lösung für das industrielle automatische Strahlen. Die Normfinish-3D-Serie mit Drehkorb gibt es in drei Versionen: Excel, Smart und Solid. Das Normfinish 3D Excel-System ist die Lösung für das industrielle automatische Strahlen von kleinen/mittelgroßen Teilen in großen Druckmengen mit hoher Frequenz. Es bietet außerdem eine separate Möglichkeit zum manuellen Strahlen großer Teile. Die „Smart“- und „Solid“-Versionen bieten eine vergleichbare Lösung, jedoch für kleinere Mengen mit weniger Einstellmöglichkeiten für den Prozess.
Panhuis: „Die 3D-Produkte sind nach dem Drucken noch etwas rau und haben eine poröse Struktur. Es besteht daher das Risiko der Feuchtigkeitsaufnahme und der Verunreinigung sowie die Gefahr von Bakterien. Dadurch ist das Ergebnis nicht optimal und es ist oft ein Problem und eine Einschränkung bei 3D-Druckteilen, bei jeglicher Anwendung. AMT hat ein patentiertes chemisches Verfahren entwickelt, womit die 3D-gedruckten Oberflächen verdichtet und geglättet werden können. Während des Prozesses in der PostPro3D wird eine spezielle Flüssigkeit auf die gedruckte Oberfläche gedampft. Die Flüssigkeit lässt in der äußersten Schicht mit Erhebungen und „Tälern“ des 3D-Drucks die Spitzen quasi in die Täler fließen. Es wird also keine Schicht aus einem anderen Material aufgebracht, sondern man nutzt das ursprüngliche Druckmaterial, um das Produkt zu verdichten und zu glätten.“
Laut dem PostProcess Technologies 2020 Post-Printing Trends Survey besteht die Nachbearbeitung von 3D-Druckmaterialien in 20 % der Fälle aus der Oberflächenbearbeitung und zu 8 % aus dem Entfernen des Pulvers. Auch bei Leering Hengelo beobachtet man diesen Trend. „Gerade darum passt die Zusammenarbeit mit AMT so gut“, sagt Panhuis.
Kurz gesagt verdichtet und glättet die patentierte Postpro3D-Maschine von AMT die Produkte mit einer speziellen Flüssigkeit in Dampfform. Der große Vorteil insbesondere im Zusammenspiel mit der Normfinish-Serie besteht darin, dass die Nachbearbeitung problemlos in Teilschritten automatisiert werden kann. Das sorgt für eine erhebliche Reduzierung sowohl der Produktionszeit als auch der Kosten für 3D-Druckteile. Es ist das „fehlende Glied in der Kette“, um in Zukunft zu einem vollautomatischen Prozess zu kommen.
Spezialist
Kunden wenden sich regelmäßig an Leering Hengelo mit der Anforderung, die Nachbearbeitung zu übernehmen. Dabei geht es unter anderem um gedruckte Spielzeugpuppen und Corona-Gesichtsmasken und aktuell läuft ein Test für Verschlüsse von Maßbechern. Panhuis: „Kunden suchen eine fix und fertige Lösung. Sie wollen nicht bei dem einen Anbieter strahlen und die abschließende Bearbeitung mit einer PostPro3D-Maschine von einem anderen Anbieter vornehmen lassen. Wir können jetzt die Nachbearbeitungsschritte vollautomatisch für den Kunden übernehmen.
Morssinkhof, Projektingenieur bei Leering Hengelo und Spezialist für 3D-Druckmaterialien, stellt fest, dass manche Kunden noch eine zu kleine Menge an gedruckten Teilen haben, um in die Nachbearbeitungslösung von Leering Hengelo zu investieren. „Wir haben das Wissen und die Geräte. Postpro3D hat einige große Vorteile: Die Oberfläche des Produkts, der sogenannte Ra-Wert, wird glatter. Eigentlich ist es ein schöneres Finish mit besseren „Gleiteigenschaften“ und einem geringeren Risiko der Verunreinigung. Das Produkt wird stabiler, daher kann die Konstruktion leichter sein, ohne dass sich die Abmessungen verändern. Das Produkt ist dadurch weniger porös, was zu einer geringeren Feuchtigkeitsaufnahme führt. Es wurde an mehr als achtzig thermoplastischen Polymeren getestet. Und es ist ein vollständig geschlossenes System, sodass die Sicherheit des Nutzers gewährleistet wird.“
Diese Form der Nachbearbeitung erfordert jedoch gute Anlagen und das Wissen, diese durchzuführen. Seit kurzem können Interessierte die Nachbearbeitung ihrer 3D-Druckteile einfach outsourcen. Wir sind seit mehr als 10 Jahren Spezialist für die Nachbearbeitung.“