D06 AfGrei
Additive FertigungAdditive Fertigung (3D-Druck) Die Additive Fertigung – auch 3D-Druck genannt – beschreibt eine Technologiefamilie bei der Bauteile durch das schicht- oder elementweise hinzufügen von Material hergestellt werden. Man spricht hierbei auch von generischen Fertigungsverfahren. Demgegenüber stehen etablierte subtraktive Verfahren, wie beispielsweise das Fräsen, bei denen Material zur Herstellung eines Bauteils entfernt wird.
Additiv gefertigte Spritzgussgreifer für die Handhabung individueller Bauteile
Additiv gefertigtes Greifersystem zur Entnahme von Zugproben aus der Spritzgussanlage der HS-Coburg. Links und rechts: Finale Funktionsgreifer – Mittig: Transparentes Sichtmuster mit eingefärbten Pneumatikkanälen. (Quelle: Institut für Prototypen- und Modelltechnik HS-Coburg 2020)
D06 AfGrei
Additive Fertigung
Additiv gefertigte Spritzgussgreifer für die Handhabung individueller Bauteile
Wobei unterstützt mich AfGrei?
- Individuelle Anfertigung von Spritzgussgreifern
- Automatisierung der Handhabung individueller Produkte
- Effiziente Realisierung von Leichtbausystemen
Welche Vorteile bietet mir der Einsatz von AfGrei?
- Individuelle und flexible Fertigung von Greifern
- Geringer Montageaufwand individueller Greifer
- Reduzierung der Betriebskosten und des Arbeitsaufwandes
Was benötige ich für die Umsetzung?
CAD-Software, ggf. 3D-Drucker
Der Nutzen: Wie profitiere ich von AfGrei?
Das Prinzip von AfGrei kann gerade Kleinserienfertigung beflügeln, bei der hinter geringen Stückzahlen hohe und aufwändige Montage- und Justierzeiten für konventionelle Spritzgussgreifer stehen. Dem gegenüber steht die Individualität additiv gefertigter Greifersysteme, die ohne Rüstaufwand immer produktangepasst sind.
Schnittstellen und Funktionen können nach Belieben definiert und umgesetzt werden, wodurch ein Unternehmen flexibel auf Veränderungen reagieren kann. Die integrierende Bauweise reduziert unnötige Einzelteile und verschafft einen Vorteil im Montage- und Justierungsaufwand. Ein einfaches Wechselsystem für die Greifer erspart ebenfalls Zeit und damit Kosten.
Ein positiver Nebeneffekt ist der realisierbare Leichtbau: Denn durch den minimalen Materialeinsatz bei der Additiven FertigungAdditive Fertigung (3D-Druck) Die Additive Fertigung – auch 3D-Druck genannt – beschreibt eine Technologiefamilie bei der Bauteile durch das schicht- oder elementweise hinzufügen von Material hergestellt werden. Man spricht hierbei auch von generischen Fertigungsverfahren. Demgegenüber stehen etablierte subtraktive Verfahren, wie beispielsweise das Fräsen, bei denen Material zur Herstellung eines Bauteils entfernt wird. und der Möglichkeit der Funktionsintegration kann ein deutlich geringeres Gesamtgewicht erzielt werden (bis zu 50%). Dies kann wiederum zur Senkung von Betriebskosten oder zur Beschleunigung des Entnahme- bzw. Bewegungsprozesses beitragen.
Herausforderung? Lösung! Wie kann ich AfGrei in der Praxis einsetzen?
Ein Praxisbeispiel aus der Spritzgussfertigung: Hier müssen Unternehmen – zum Beispiel im Bereich Kunststofffertigung für die Automobilindustrie – gerade bei der Kleinserienfertigung flexibel, schnell und kosteneffizient reagieren können. Eine Herausforderung dabei stellen bislang die Spritzgussgreifer zur Entnahme der gefertigten Bauteile dar. Diese werden konventionell mittels Baukastenprinzip aus Aluprofilen und vielen Einzelteilen unter zusätzlichem Zeitaufwand zusammengebaut und justiert. Durch AfGrei entfällt jedoch ein Großteil dieser Arbeit. Wichtige Positionen und Geometrien werden im CAD einfach übernommen. Der vereinheitlichte Aufbau ermöglicht zudem eine schnelle und produktangepasste Modellierung. Des Weiteren kann aufgrund des additiven Herstellungsprozesses die Grundgestalt des Greifers im Ganzen gefertigt werden, wodurch ein Großteil der Einzelteile wie Pneumatikleitungen, Halterungen und Schrauben entfallen. Die Greifer werden über eine vordefinierte Schnittstelle einfach und schnell an das Handhabungsgerät angepasst. Zukaufteile wie zum Beispiel Sensoren, Zangen und Sauger können individuell in der CAD-Software positioniert und abgeändert werden. Dadurch gelingt es Unternehmen flexibel und individuell auf Veränderungen in der Fertigung – gerade bei kleinen Stückzahlen – reagieren zu können.
Weitere Antworten
Die Realisierung additiv gefertigter Spritzgussgreifer im Unternehmen kann zum einen über die interne aber auch über die externe Fertigung erfolgen. Für die Implementierung im eigenen Unternehmen ist die Anschaffung eines geeigneten 3D-Druckers (Kosten je nach Anlage im fünfstelligen €-Bereich), inklusive der zugehörigen Datenvorbereitungssoftware (Slicer) sowie die Nutzung einer CAD-Software, nötig. Darüber hinaus ist die Einarbeitung in die additive Konstruktion zu empfehlen. Externe Workshops oder das Institut für Prototypen- und Modelltechnik (IPM) können hierbei unterstützen. Alternativ kann auch hier auf externe Dienstleister wie das IPM der Hochschule Coburg oder der Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe Bayreuth für die Fertigung zurückgegriffen werden. Dafür wird lediglich der CAD-Datensatz des virtuellen Greifers benötigt, woraufhin das 3D-druckspezifische „SlicingSlicing Beim Slicing wird das zu fertigende Bauteil mit allen nötigen Parametern versehen und für den Herstellungsprozess vorbereitet.“ erfolgt. Direkt im Anschluss kann der digitale Fertigungsauftrag (Baujob) an die Anlage gesendet werden und die Fertigung beginnen.
AfGrei kann für jede Spritzgussanlage mit Greiferentnahmesystem angewendet werden. Die jeweiligen Schnittstellen von Spritzgussanlage zu Greifer und Greifer zu Entnahmebauteil können dank der Freiheiten der additiven Fertigung individuell angepasst werden.
Für die Realisierung von AfGrei wird die additive Fertigungstechnologie „Fused Filament FabricationFused-Filament-Fabrication Drahtförmiger Kunststoff, sogenanntes Filament, wird in einer Düseneinheit plastifiziert und schichtweise selektiv lokal dosiert. (Quelle: https://formnext.mesago.com/frankfurt/de/themen-events/am-field-guide/am_polymere.html)“ verwendet. Dieses Verfahren bietet Unternehmen wichtige Vorteile, zum Beispiel geringe Anschaffungskosten und ein einfaches Handling. Das Verfahren wird zudem in vielen fertigenden Unternehmen zur Realisierung von Sichtmustern bestehender CAD-Modelle verwendet, aber auch für den allgemeinen PrototypenbauPrototyping Oder auch Prototypenbau bzw. Modellphase bezeichnet die möglichst frühzeitige Erstellung von Mustern anhand derer der Lösungsansatz überprüft werden kann. oder für hochpräzise Leichtbaukomponenten im Flugzeugbau.
Durch das additive Herstellungsverfahren ist AfGrei keinen konventionellen Fertigungsrestriktionen unterlegen. Die nahezu grenzenlose Geometriefreiheit ermöglicht die kundenindividuelle und kostenneutrale Gestaltung eines Spritzgussgreifers. Zudem kann durch die schlanke Prozesskette der Additiven Fertigung flexibel auf Veränderungen reagiert werden – lediglich eine Abänderung im CAD-Modell und eine erneute Fertigung ist nötig.