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Thaletec

Innovatives Reparatursystem für emaillierte Apparate nutzt additives Fertigungsverfahren

Reparaturen an emaillierten Apparaten für die chemische und pharmazeutische Industrie werden üblicherweise mit so genannten „Plomben“ realisiert. Dabei wird die schadhafte Stelle mit Hilfe einer Abdeckung verdeckt und so gegen chemischen Angriff geschützt. Bisher wurden diese Abdeckungen mit Hilfe von Schrauben, Scheiben oder Platten aus Tantal ausgeführt.
Tantal wird verwendet, weil dieses Material, wie technisches Email, eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit hat. Tantal ist jedoch ein sehr kostenintensiver Werkstoff. Darüber hinaus besitzt Tantal eine nur sehr geringe mechanische Festigkeit, was es in der Anwendung und Handhabung sehr empfindlich macht.
THALETEC verfolgte daher den Ansatz, auf Bauteile aus Tantal zu verzichten und ausschließlich technisch emaillierte Bauteile im Kontakt mit dem chemisch aggressiven Medium einzusetzen.

Nach mehreren iterativen Entwicklungsschritten wurde ein neuartiges, ausschließlich emailliertes Reparatursystem umgesetzt. Dieses besteht aus einer hochfesten Verschraubung, die mit Hilfe einer emaillierten Kappe vor Korrosion geschützt ist.
Aufgrund der hohen zu erwartenden Stückzahlen wurde die Kappe so konzipiert, dass sie ideal durch Feinguss herstellbar ist.
Allerdings dauert es zwischen der Beauftragung einer Gießerei bis zur Fertigstellung der ersten Prototypen mehrere Monate: Zuerst muss ein Gießwerkzeug zeitaufwändig und kostenintensiv entwickelt und gebaut werden, dann erfolgen Probeabgüsse und Optimierungen sowie werkstofftechnische Anpassungen, die alle viel Zeit brauchen.

Für erste Versuche waren allerdings kleinere Stückzahlen notwendig und auch der Launch des Produktes sollte zeitnah erfolgen.Rohteile für die Kappe mit Hilfe SLM
Da 3D-Druck keine Werkzeuge benötigt, eignet es sich hervorragend für die Produktion von Teilen in kleiner Stückzahl. Mit Hilfe des additiven Fertigungsverfahrens
»Selective Laser Melting« (SLM) konnte das Konzept in kurzer Zeit erfolgreich umgesetzt werden. (Abb.1: Rohteile für die Kappe mit Hilfe SLM)
Nachdem die Konstruktion abgeschlossen war, dauerte es nur wenige Tage, bis der erste Prototyp vorlag, an dem zunächst Emaillierversuche durchgeführt wurden.
Kleinere Optimierungen flossen sofort in das CAD-Modell ein und es dauerte nur noch eine Woche, bis die ersten 100 Bauteile SLM-gefertigt waren und zur Weiterbearbeitung vorlagen.

„Für THALETEC ist »Selective Laser Melting« eine Brückentechnologie die es uns erlaubt, eine kleine Anzahl von komplexen Bauteilen zu geringen Kosten herzustellen. Damit ist es möglich, die »time to market« signifikant zu verkürzen. Nach der erfolgreichen Markteinführung werden wir zu Massenfertigungsverfahren wie dem Feingießen umschwenken“, sagt Dr. Ing. J. Reinemuth, geschäftsführender Gesellschafter der THALETEC GmbH.

Zusammengefasst hat die Verwendung additiver Fertigungsverfahren für THALETEC folgende Vorteile:

  • Eine hohe Anfangsinvestition in Werkzeuge und Verfahren ist nicht erforderlich
  • Die Bauteile können schnell und kostengünstig optimiert und verändert werden; Optimierungen können beim nächsten Produktionsauftrag problemlos berücksichtigt werden
  • Durch die Herstellung der Teile mit dem SLM-Verfahren kann die Markteinführung deutlich beschleunigt werden

Additive Fertigungsverfahren nehmen bei THALETEC einen zunehmend breiteren Raum ein. Nach ersten Erfahrungen mit einem temperierbaren Hohlrührer erweitert sich der Anwendungsbereich des Verfahrens zusehends. Nicht nur eine schnelle Marktverfügbarkeit von neuen Produkten kann durch additive Fertigung verwirklicht werden, sondern auch technisch komplexe Bauteile können zu geringen Kosten effizient hergestellt werden.
(Abb.2: Vergleich von Rohteil (links) und fertig emaillierter Kappe (rechts))

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