3-D-Druck gehört zu den Zukunftsthemen in der Industrie. Bei dem Verfahren, auch additive oder generative Fertigung genannt, wird ein in CAD erstelltes 3-D-Modell in zweidimensionale Schichten umgewandelt, die dann beim Drucken nach und nach aufgetragen werden. In Produkten der Automobil- und Flugzeugindustrie sowie der Medizintechnik sind bereits Komponenten aus dem 3D-Drucker zu finden. Doch die generative Fertigung bietet laut Krones auch für den Maschinenbau viele Chancen und Möglichkeiten. Ein Beispiel aus dem Unternehmen ist die Herstellung eines Dosenwenders im 3-D-Drucker.
Mit dem 3-D-Druck lassen sich auch kleinste Stückzahlen, beispielsweise beim Anfertigen von Prototypen, kosteneffizient realisieren. Für die Ersatzteil-Versorgung älterer Maschinengenerationen ist dieser Aspekt ebenfalls interessant. Denn die Teile müssen nicht mehr auf Lager gelegt werden, stattdessen können sie nach Konstruktionsanpassungen kurzfristig, ohne eigens dafür angefertigtes Werkzeug und im Idealfall sogar dezentral im 3-D-Drucker reproduziert werden. Der Kunde profitiert dabei nicht nur von einer schnellen Verfügbarkeit, sondern auch von individuell auf seine Maschine zugeschnittenen Bauteilen.
Doch für die Umsetzung von 3-D-Druck-Anwendungen gilt es einige Faktoren zu berücksichtigen: Die generativ gefertigten Bauteile müssen den bei der Produktion auftretenden Belastungen standhalten und der Werkstoff benötigt, je nach Anwendungsgebiet, eine hohe mechanische und chemische Belastungsgrenze. Reinhard Ortner, Produktionstechnologe für die generative Fertigung bei Krones, erklärt: „Jedes verbaute Teil muss einfach den hohen Anforderungen der Krones-Anlagen-Performance entsprechen. Darunter fallen neben der Stabilität auch die Elastizität und Resistenz des Materials gegen Reinigungsmittel. Aus diesem Grund haben wir den Fokus auf eine Kombination aus Anwendungsgebieten, Materialien und Druckverfahren gelegt. In Entwicklungsprojekten haben wir daraufhin unterschiedliche Bauteile und Komponenten im 3D-Druckverfahren gefertigt, um deren industrielle Anwendung zu prüfen.“
Kürzere Beschaffungszeit für Dosenwender aus dem 3-D-Drucker
Eines dieser Projekte ist beispielsweise der Dosenwender aus dem 3-D-Drucker. „Einen Dosenwender generativ herzustellen, birgt einige Herausforderungen. Das Entwicklungsteam musste eine Vielzahl an Punkten analysieren, beispielsweise die Kinematik, also den optimalen Bewegungsablauf der Dosen beim Wenden. Hinzu kamen auch die tribologischen Eigenschaften, sprich das Reibungsverhalten zwischen den Dosen und dem Material“, erklärt Andreas Neuber, Technologieexperte für additive Fertigung. Man hat deswegen auf einen einfachen, aber leistungsfähigen Grundwerkstoff zurückgegriffen und diesen mit einem besonders robusten Verschleißprofil kombiniert. „Natürlich wurden mehrere Anläufe bei der Entwicklung benötigt. Das auf die additive Fertigung angepasste 3-D-Modell des Dosenwenders wurde in CAD konstruiert und anschließend gedruckt. Im Test haben sich dann schnell notwendige Anpassungen gezeigt, die auch zeitnah umgesetzt werden konnten“, sagt Neuber.
