Additive Manufacturing. Bauen Sie auf unsere Erfahrung
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- Matthias Acker
- vor 6 Jahren
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1 Additive Manufacturing Bauen Sie auf unsere Erfahrung
2 Was ist Additive Manufacturing? Additive Manufacturing hat etwas Magisches. Bei herkömmlichen Bearbeitungsprozessen wird aus einem Werkstoff wie Holz oder Metall Material abgetragen, um zur gewünschten Form zu gelangen (zum Beispiel durch Fräs- oder Erodier-Maschinen). Bei additiven Prozessen werden die gewünschten Formen in Schichten mittels eines «3D-Druckers» aufgebaut. 3D-Metalldruck und selektives Lasersintern (SLS) verwenden ein Pulver als Ausgangsmaterial und ein Laser «sintert» das Objekt Schicht für Schicht. Stereolithographie (SLA) basiert auf einem Laser, der ein lichtempfindliches flüssiges Harz in Schichten härtet, um das gewünschten Teil entstehen zu lassen. Additive Rapid-Prototyping-Prozesse eröffnen ungeahnte Möglichkeiten bis hin zur schnellen und kosteneffektiven Produktion von Kleinserien komplexester Komponenten. Vorteile Im Motorsport werden additiv gefertigte Teile bereits für den Einsatz auf der Strecke verwendet. Unsere Experten beraten Sie gerne. Additive Manufacturing bietet gegenüber herkömmlichen Produktionsprozessen die folgenden Vorteile: Uneingeschränkte Formgebung (Hinterschnitte, Hohlräume, komplexeste Geometrien) Leichtbau Greifbare, voll funktionsfähige Teile innerhalb kürzester Zeit Ausgezeichnetes Kosten-Nutzen-Verhältnis: keine Werkzeugkosten Kleinserien: Unterschiedliche Produkte innerhalb einer Serie ohne zusätzliche Kosten Time-to-Market und Just-in-Time-Produktion: Teile- Herstellung nach Bedarf Reduktion des gebundenen Kapitals: schnelle Herstellung von Teilen, reduzierte Lagerhaltung 2 Additive Manufacturing 3
3 Maschinenpark und Bauraumgrössen Mit insgesamt 12 grossvolumigen Produktionsmaschinen bietet unser Maschinenpark in Hinwil (Schweiz), hervorragende Kapazitäten. Durch sogenanntes «Splitting» und anschliessendes Verkleben sind wir in der Lage, auch Teile herzustellen, die grösser als die unten angegebenen Bauräume sind 1). Anzahl Maschinentyp Bauraumgrösse 1) SLS (Selektives Lasersintern) SLS (Selektives Lasersintern) SLA (Stereolithographie) 3D-Metalldruck 500 x 500 x 750 mm 500 x 500 x 440 mm 650 x 750 x 480 mm 420 x 420 x 400 mm 1) Maximale Bauteilgrösse ohne Splitting; grössere Bauteile durch entsprechendes Splitting und Verklebung möglich. 4 Additive Manufacturing 5
4 Dank unserer Partnerschaft mit Additive Industries sind wir in der Lage, die neueste industrielle additive Metallherstellungstechnologie anzuwenden. Vorteile des 3D-Metalldrucks: Funktionelle Endanwendungsteile Hohe mechanische Festigkeit und überlegene Materialeigenschaften Teile können bearbeitet, funkenerodiert, geschweisst, mikrokugelgestrahlt, poliert oder beschichtet werden, falls erforderlich Perfekt für für Leichtbau-Anwendungen geeignet 3D-Metalldruck Beim 3D-Metalldruck werden dünne Pulverschichten einer Metalllegierung vollständig verschmolzen. Das MetalFAB1- System bietet eine grosse Bauplattform und arbeitet mit bis zu vier Lasern. Die Endprodukte sind voll funktionsfähige Metallteile mit überlegenen Materialeigenschaften, besser als Gussteile und mit höherer mechanischer Festigkeit als SLS und SLA. Die Metalladditiv-Herstellungstechnologie bietet nahezu vollständige Designfreiheit, um Gitter- und Wabenstrukturen, Hohlräume und integrierte Kanäle einzuschliessen. 6 Additive Manufacturing 7
5 Selektives Lasersintern (SLS) Wie der 3D-Metalldruck ist SLS ein pulverbasiertes Herstellungsverfahren. Der Hauptunterschied ist, dass SLS die Pulverteilchen nur teilweise schmilzt (sintert). Einer der Vorteile der SLS-Fertigungsprozesse ist, dass keine Stützstrukturen benötigt werden, da das Teil ständig von unverarbeitetem Pulver umgeben ist. Stereolithography (SLA) SLA basiert auf einem lichtaushärtenden Kunststoff (Photopolymer), der in dünnen Schichten mit einem Laser gehärtet wird. Das Verfahren wird in einem Bad aus Basismonomeren des lichtempfindlichen Kunststoffes durchgeführt. Diese Methode ermöglicht höhere Auflösungen und damit eine höhere Genauigkeit als andere Verfahren. Vorteile des SLS-Verfahrens: Hohe mechanische und thermische Belastbarkeit der Teile Teile können sofort eingesetzt werden Einfache mechanische Bearbeitung, da keine tragende Struktur entfernt werden muss Schneller als 3D-Metalldruck oder SLA Stärkere Teile als SLA, besser geeignet für funktionale Teile Vorteile des SLA-Verfahrens: Extrem hohe Genauigkeit Bietet eine sehr hohe Auflösung Vorteilhaft bei der Herstellung von Teilen mit Hohlräumen Glatte Oberfläche 8 Additive Manufacturing 9
6 Materialübersicht Folgende Materialien kommen bei uns zum Einsatz. Die wichtigsten Materialeigenschaften sind: HiPAC HiPAC ist unsere Eigenentwicklung für Lasersinterverfahren und basiert auf einem karbonverstärkten Polyamid 12. PA 12 hat unter den Polyamiden die geringste Wasseraufnahme und zeichnet sich deshalb durch besonders gute Dimensionsstabilität und geringen Einfluss von Feuchtigkeit auf die mechanischen Eigenschaften aus. Parameter HiPAC 1) Art des Materials (SLS) Karbonverstärktes Polyamid 12 Bluestone 2) (SLA) Nanoverbund- Epoxidharz Xtreme 3) (SLA) Epoxidharz AlSi10Mg 4) (3D-Metalldruck) Aluminiumlegierung Dichte fest 1,78 g/cm 3 1,19 g/cm 3 2,67 g/cm 3 E Modul Biegung 7327 MPa MPa MPa MPa Biegefestigkeit 132 MPa MPa MPa E Modul Zug 8304 MPa MPa MPa Zugfestigkeit 85 MPa MPa MPa 400 MPa Rissdehnung 2,7 % 1,4-2,4 % % 3 % Schmelzpunkt C Wärmeformbeständigkeit Glasübergangstemperatur Eigenschaften Anwendung ca. 170 C 54 C C Ausgezeichnete chemische Resistenz, hohe Dimensionsstabilität, sehr geringe Wasseraufnahme Rennautoteile, Windkanal-Testmodelle, Befestigungen, Vorrichtungen und Werkzeuge, Prototypen für die Automobilindustrie, Vor- und Kleinserien Hohe Steifigkeit, Hitze- und Abriebfestigkeit, ausgezeichnete chemische Resistenz Windkanal-Testmodelle, Befestigungen, Vorrichtungen und Werkzeuge, Beleuchtungskomponenten, Kfz-Teile und elektrische Komponenten «unter der Motorhaube» Robust und langlebig, bruchsicher, anspruchsvolle Funktionsbaugruppen möglich Allgemeine Anwendungen, Schnappverbindungen, Baugruppen und anspruchsvolle Anwendungen, ideal für Urmodelle beim Vakuumgiessen Bietet gute Festigkeit und Härte, hohe dynamische und thermische Eigenschaften, widersteht hohen Belastungen Funktionelle Prototypen, Serienteile, Motorsport, Automotive/ Serienfahrzeuge, Luft- und Raumfahrt Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften verwenden wir HiPAC in der Formel 1 für verschiedene Bauteile unserer Rennfahrzeuge. So werden zum Beispiel HiPAC-Bremskühlungskanäle direkt im Rennbetrieb gefahren. HiPAC = High-Performance PolyAmide Carbon-reinforced ist beständig gegen: Benzin Öle und Fette Ester Alkohole Ketone Ether Chlorkohlenwasserstoffe Laugen verdünnte Säuren 1) HiPAC ist ein vom Sauber F1 Team eigenentwickeltes Material 2) Accura Bluestone von 3DSystems 3) Accura Xtreme von 3DSystems 4) AlSi10Mg ist eine Aluminiumlegierung von Additive Industries 10 Additive Manufacturing 11
7 Kundenorientiertes Finishing Die Bauteile sind typischerweise in unserem Standard-Finish sandgestrahlt roh erhältlich. Darüber hinaus bieten wir auch folgende individuelle Oberflächenbearbeitung an: Geschliffen Lackiert (matt, hochglanz, 1 oder 2 K Lack gemäss Kunden Farbwunsch und Code) Beklebt / foliert Metallbeschichtet 12 Additive Manufacturing 13
8 Unser Angebot im Überblick Neben der eigentlichen Produktion von Additive Manufacturing- Teilen unterstützen wir Sie gerne mit folgenden zusätzlichen Servicemöglichkeiten: Beratung (Verfahren, Konzept, Konstruktion) Konstruktion/CAD Qualitätssicherung bis hin zum 3D-Scan Montage oder kompletter Modellbau Beschichtung Expresslieferungen Wobei dürfen wir Sie unterstützen? Stützen Sie sich auf unsere jahrzehntelange Rennsport- Erfahrung und unser Knowhow im Additive Manufacturing! Unsere Spezialisten beraten Sie gerne in allen Fragen rund um unsere Angebote. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung Ihre Additive Manufacturing Hotline Sauber Aerodynamik AG Wildbachstrasse Hinwil Schweiz 14 Additive Manufacturing 15
9 sauberf1team.com
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