Die Bereitstellung von medizinischem Material spielt in der gegenwärtigen Situation eine wichtige Rolle, um die weitere Ausbreitung von Covid-19 zu verhindern. In kurzer Zeit muss eine große Anzahl von Schutzausrüstungen oder Werkzeugen zur Herstellung medizinischer Produkte zur Verfügung stehen. Da es kaum eine lokale Herstellung solcher Materialien gibt und der Schwerpunkt auf einzelnen Produktionsländern liegt, kommt es zu Engpässen in der Versorgungskette.
Die additive Fertigungsindustrie bietet Möglichkeiten, die gegenwärtige Materialknappheit zu begrenzen. Aber was genau ist die Rolle der Additiven Fertigungsindustrie und insbesondere der Formenbauindustrie in der aktuellen Krise? Ralf Frohwerk, Global Head of Business Development von SLM Solutions gibt einen Überblick.
Warum sprechen wir über die Werkzeug- und Formenbauindustrie?
Wir sprechen von ihnen, weil Gesichtsschutzschilde aus Kunststoff im Kampf gegen Covid-19 sehr gefragt sind. Da die Nachfrage gestiegen ist, ist es schwierig, bestehende Lieferketten aufrechtzuerhalten. Ein Grund mehr, sich damit zu befassen, "was für die lokale Produktion solcher Kunststoffprodukte benötigt wird": zum Beispiel Spritzgussformen aus Metall. Diese können mit der Selective Laser Melting-Technologie schnell hergestellt werden.
Was sind die Vorteile der additiven Fertigung auf Metallbasis?
Ein großer Vorteil des Additive Manufacturing ist die schnelle, dezentrale Herstellung von Werkzeugen für Kunststoffprodukte. Wenn das Produkt erfolgreich hergestellt wurde und alle notwendigen Zertifizierungen vorliegen, können dringend benötigte Medizinprodukte ohne lange Lieferwege und Lagerkosten vor Ort hergestellt werden. Dies ist eine große Chance in der aktuellen Krise.
Gibt es Produktvorteile? Können 3D-gedruckte Spritzgussformen mit konventionellen Werkzeugen mithalten?
Auf jeden Fall! Aufgrund der Gestaltungsfreiheit und der Möglichkeit, innere Strukturen und Kavitäten zu drucken, sind die Werkzeugeigenschaften gleichwertig mit konventionellen Werkzeugen und übertreffen diese sogar. Additive Manufacturing ermöglicht eine konturnahe Kühlung, die eine bessere Temperaturkontrolle, kürzere Abkühlzeiten und damit eine höhere Qualität von Kunststoffprodukten ermöglicht.
Dies führt zu einer Verkürzung des gesamten Herstellungsprozesses und zu geringeren Fehlerraten. Dies bedeutet, dass qualitativ hochwertige Produkte viel schneller auf dem Markt verfügbar sind, was in der aktuellen Situation von entscheidender Bedeutung ist.
Wie das geht, zeigt das Unternehmen ABB Oy, das die Vorteile der additiven Fertigung nutzt, um Spritzgussformen für Kabeldurchführungen herzustellen. Bei der konventionellen Bauweise waren die Spritzgusswerkzeuge nicht mit Kühleinsätzen ausgestattet, was sich negativ auf die Kühl- und Zykluszeiten auswirkte. Aus diesem Grund setzte ABB, das jährlich Millionen von Kabeldurchführungen produziert, die SLM®-Technologie ein, um eine bessere und effizientere Lösung zu finden.
Durch den Einsatz von Werkzeugeinsätzen mit konturangepassten Kühlkanälen, die nur durch 3D-Druck hergestellt werden können, konnte die Kühlzeit um 80% reduziert werden. Die Gesamtzykluszeit wurde um 75% reduziert. Darüber hinaus stellte das Unternehmen fest, dass durch eine gleichmäßigere Kühlung an der Oberfläche weniger fehlerhafte Produkte entstanden.
Wie genau funktioniert die additive Fertigung solcher Komponenten?
Um alle Vorteile der SLM®-Technologie nutzen zu können, muss ein Bauteil zunächst für das additive Fertigungsverfahren neu konstruiert oder entwickelt werden. Nach erfolgreicher Produktion erfolgt die ebenso wichtige Nachbearbeitung des Bauteils. Das Bauteil muss von der Bauplatte gelöst und Stützstrukturen müssen entfernt werden. Wenn es die Funktion des Bauteils erfordert, kann eine abschliessende CNC-Nachbearbeitung oder Wärmebehandlung durchgeführt werden. Je nach Grösse und Komplexität des Bauteils kann der gesamte Prozess innerhalb weniger Tage abgeschlossen werden.
Wie einfach ist es, damit zu beginnen?
Um die Selective Laser Melting-Technologie anwenden zu können, sind Kenntnisse im 3D-Druck erforderlich. SLM Solutions bietet nicht nur seine Produktionskapazitäten während der Covid-19-Krise an, sondern setzt auch auf einen konsequenten Wissensaustausch innerhalb verschiedener Netzwerke, zum Beispiel in der Teilekonstruktion. Gerade in einer globalen Krise ist es umso wichtiger, dass wir uns gegenseitig unterstützen. Das positive Feedback auf unsere neu gegründete Additive Alliance Against Corona zeigt, dass die Additive Manufacturing Industrie bereit ist.
Wir freuen uns, dass wir mit der SLM-Technologie einen positiven Beitrag leisten können.
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