Pionierarbeit für den Guss der Zukunft

VDMA

Innovative 3D-Druckverfahren werden in der Kernfertigung der Gießerei von Bosch Rexroth in Lohr am Main eingesetzt, um komplexen Anforderung im Bereich der Hydraulik mit größtmöglicher Flexibilität und Wirtschaftlichkeit zu begegnen.

Das traditionelle Kernschießverfahren, bei dem Sand mit hohem Druck in ein Werkzeug geschossen wird, hat seine technologischen Grenzen. Um diese zu überwinden, setzt die Gießerei von Bosch Rexroth in Lohr für kleine Serien und Prototypen zwei 3D-Drucker ein. Mit ihnen lassen sich auch komplexe Geometrien beziehungsweise Formen realisieren. Das führt zu kürzeren Entwicklungszeiten und niedrigeren Kosten. So können Kleinserien und Ersatzteile arbeitseffizienter und somit kostenoptimal produziert werden.

Die Realität in der Produktion zeigt: Die Produktvarianz nimmt stetig zu und im gleichen Maße nehmen die Stückzahlen ab. Bei Prototypen wie auch bei Kleinserien ermöglichen 3D-Drucktechnologien die Fertigung von Formen und Kernen ohne Werkzeuge. Mit additiven Verfahren lässt sich jede Geometrie beziehungsweise alle Geometrieänderungen anhand eines Datensatzes sofort fertigen. Diese Verfahren unterliegen nicht den technologischen Einschränkungen des Kernschießverfahrens, da man damit in jede Richtung drucken kann. Zusätzlich können bereits vor Serienstart mit Hilfe von gedruckten Kernen Arbeitsabläufe im Gießereiprozess optimiert werden, zum Beispiel durch Kernmontageversuche und Kernspielanalysen. Neue Gussteile sind somit schnell getestet. Zudem lässt sich während der Entwicklung von Prototypen oder neuen Produkten die Geometrie problemlos nachjustieren, ohne bei jeder Anpassung ein neues Werkzeug fertigen zu müssen.

Zwei Verfahren für unterschiedliche Festigkeiten
Im Einsatz sind eine Furanharzmaschine sowie ein Phenolharzdrucker. Drucken mit Phenolharz ist ein neues Verfahren, bei dem die Gießerei gemeinsam mit dem Lieferanten der Maschine Grundlagenforschung betreiben musste, um den Prozess stabil im Alltag einsetzen zu können. Beide Partner leisteten damit im Bereich des 3D-Drucks Pionierarbeit. Müssen filigrane Geometrien, beispielsweise kleine Kanäle, gegossen werden, lassen sich diese mit den im Phenolharzverfahren erreichten 800 N/cm² realisieren. Das kostengünstigere Furanharzverfahren (250 N/cm2) eignet sich für gröbere Geometrien.

Drucken im Schichtbetrieb
Geometrien werden bei beiden eingesetzten generativen Verfahren direkt über die Software in den Drucker eingegeben. In das zur Verfügung stehende Druckvolumen lassen sich beliebig viele Bauteile mit unterschiedlicher Geometrie programmieren. Gedruckt wird in 0,28 Millimeter dicken Schichten, in die der Druckkopf in den geometrierelevanten Bereichen Binder auf den mit Aktivator – dem Härter – vermischten Sand aufträgt. Pro Schicht benötigt der Drucker 30 Sekunden. Schicht um Schicht wächst so die Form.

Ähnliche Artikel