Maximale 3D-Präzision aus dem „Harz-Bad“

Sep 12, 2022

Ein neuer 3D-Dru­cker auf Basis der SLA-Tech­no­lo­gie (Ste­reo­li­tho­gra­fie) macht es mög­lich: Kraus Hard­ware setzt das Ver­fah­ren in immer neuen Anwen­dungs­be­rei­chen ein. Die Kun­den pro­fi­tie­ren von sehr schnel­len und kos­ten­güns­ti­gen Lösun­gen, die prä­zise zu den jewei­li­gen Auf­ga­ben passen.

 „Der 3D-Druck ist viel kos­ten­güns­ti­ger als diverse pro­duk­ti­ons­tech­ni­sche Alter­na­ti­ven.“  

Der 3D-Druck boomt – und das gewal­tig. So gibt bei­spiels­weise der Addi­tive Manu­fac­tu­ring Trend Report 2022 an, dass sich der Umsatz in die­sem Markt in den nächs­ten vier Jah­ren ver­drei­facht. Tat­säch­lich sind 3D-Dru­cker aus dem All­tag vie­ler Unter­neh­men nicht mehr weg­zu­den­ken, wobei die Anwen­dun­gen von Archi­tek­tur­mo­del­len über Werk­zeuge für den Auto­mo­bil­bau bis zum Design-Pro­to­typ­ing für neue Pro­dukte rei­chen. Letzt­lich kommt es immer auf die Krea­ti­vi­tät und Fle­xi­bi­li­tät der betei­lig­ten Inge­nieure an – sie müs­sen die Mög­lich­kei­ten der Tech­no­lo­gie in ihrem Anwen­dungs­feld erken­nen und 3D-Lösun­gen intel­li­gent in den Wert­schöp­fungs­pro­zess einbinden.

Prä­zi­sion und Hit­ze­be­stän­dig­keit im Fokus
Wie man sich das kon­kret vor­stel­len kann, macht ein neues Bei­spiel von Kraus Hard­ware deut­lich. Die EMS-Spe­zia­lis­ten haben aktu­ell in neue Tech­no­lo­gie inves­tiert: den 3D-Dru­cker „Any­cu­bic Pho­ton Mono X 6K“ sowie die dazu­ge­hö­rige Rei­ni­gungs- und Här­te­tech­no­lo­gie „Any­cu­bic Wash & Cure Plus“. Was gab den Aus­schlag für diese Ent­schei­dung? „Wir haben seit eini­ger Zeit bereits einen 3D-Dru­cker auf Basis der FDM-Tech­no­lo­gie im Ein­satz“, erklärt Phil­ipp van der Gouwe, Inge­nieur bei Kraus Hard­ware. „Dabei wird ein Werk­stück schicht­weise aus einem schmelz­fä­hi­gen Kunst­stoff auf­ge­baut, wobei man diese Schich­ten im Nach­gang bei genauem Hin­se­hen noch erken­nen kann. Das Ver­fah­ren ist zum einen nicht so prä­zise wie alter­na­tive Tech­no­lo­gien. Zum ande­ren sind die pro­du­zier­ten Bau­teile nicht beson­ders hit­ze­be­stän­dig, was für uns ein Pro­blem ist, weil sie des­we­gen im Rah­men von Selek­tiv­löt­pro­zes­sen kaum zum Ein­satz kom­men kön­nen. Vor die­sem Hin­ter­grund erklärt sich unsere Ent­schei­dung für die SLA-Tech­no­lo­gie. Sie ist deut­lich prä­zi­ser und hitzebeständiger“.

Licht­über­tra­gung opti­mie­ren
Das SLA-Bau­teil ent­steht dabei schicht­weise in einem Bad aus einem spe­zi­el­len Harz-Werk­stoff, der jeweils an der Ober­flä­che per Licht­quelle in dün­nen Schich­ten aus­här­tet, wobei eine hohe Prä­zi­sion im Mikro­me­ter-Bereich mög­lich ist. Im zwei­ten Schritt wird das fer­tige Bau­teil in der ange­spro­che­nen „Wash & Cure“-Anlage gewa­schen sowie per UV-Licht aus­ge­här­tet. „Wir brin­gen die­ses Ver­fah­ren bereits bei einer gan­zen Reihe von Anwen­dun­gen zum Ein­satz“, erklärt Phil­ipp van der Gouwe. „Bei­spiels­weise pro­du­zie­ren wir unter­schied­li­che Abstands­hal­ter, die pro­blem­los die Tem­pe­ra­tur beim Selek­tiv­lö­ten aus­hal­ten. Ähn­lich inter­es­sant ist ein klei­nes Gehäuse, das um soge­nannte Light­pipes herum plat­ziert wird und so ver­hin­dert, dass ihr Licht in einer andere Light­pipe ein­strahlt. Der ent­schei­dende Vor­teil ist nun, dass wir diese Lösung schon vor dem Löt­pro­zess auf der Lei­ter­plat­ten anbrin­gen können.“

Rasante Lösun­gen
Ins­ge­samt pro­fi­tie­ren die Kun­den in mehr­fach­er­weise von die­sem Ansatz: Zum einen las­sen sich spe­zi­elle Lösun­gen in weni­gen Stun­den ent­wi­ckeln, wobei hier die Erstel­lung einer tech­ni­schen Zeich­nung bereits ein­ge­rech­net ist, denn der eigent­li­che Druck voll­zieht sich (je nach Bau­teil) häu­fig in nur einer hal­ben Stunde. Zum ande­ren ist der 3D-Druck viel kos­ten­güns­ti­ger als diverse pro­duk­ti­ons­tech­ni­sche Alter­na­ti­ven. Im Übri­gen punk­tet Kraus Hard­ware mit zuneh­men­der Erfah­rung, die in neue Ideen ein­fließt. So stel­len die Spe­zia­lis­ten aktu­ell bei­spiels­weise eine Hal­te­rung her, mit der sich Kabel vor dem Selek­tiv­lö­ten fixie­ren lassen:

  • Die Kabel­en­den wer­den dabei von einem Magnet fest­ge­hal­ten, der sich per Klappe über ein Schar­nier öff­net oder schließt.
  • Das Schar­nier ist nach dem 3D-Dru­cken sofort funk­ti­ons­fä­hig: Haupt­kör­per und Klappe sind inein­an­der ein­ge­las­sen und müs­sen nicht mehr „zusam­men­ge­baut“ werden.

„Eine sol­che Umset­zung braucht einige Erfah­rung und eine Reihe von Anpas­sun­gen in der tech­ni­schen Zeich­nung. Schluss­end­lich funk­tio­niert es aber“, fasst Phil­ipp van der Gouwe zusam­men. „Ins­ge­samt ist der 3D-Druck bei uns eine echte Erfolgs­ge­schichte. Im Grunde ist das Gerät fast jeden Tag im Ein­satz und wir fin­den immer neue Ein­satz­be­rei­che. Zudem kön­nen wir sehr leicht grö­ßere Stück­zah­len des benö­tig­ten Bau­teils per SLA-Tech­no­lo­gie pro­du­zie­ren. Diese Vor­teile brin­gen wir in den nächs­ten Jah­ren ver­stärkt in den Markt ein.“

Die gedruck­ten Abstand­hal­ter für LEDs las­sen sich – auf­grund ihrer Hit­ze­be­stän­dig­keit – bereits vor dem Selek­tiv­lö­ten bestücken.

Die unter­schied­li­che Höhe der Abstand­hal­ter kommt durch die jewei­lige Aus­for­mung der LED-Anschlüsse zustande. Nach dem Bestü­cken ist die Höhe der roten und wei­ßen LED identisch.

Die­ses Gehäuse auf einer ADwin-Ether­net-Bau­gruppe wurde ebenso gedruckt.

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