Das beste Material und Fertigungsverfahren für hochwertige Bauteile finden

Per Mausklick zum Kunststoffteil 

Ein neues Produkt serienreif zu machen und alle Werkstoffe sowie ihre Fertigungstechnologien aufeinander abzustimmen kostet Zeit. Oft stellt sich auch die Frage, kann die eigene Produktion bzw. der bewährte Lieferant das so umsetzen oder sind zusätzliche Investitionen nötig? Welche Methode ist am wirtschaftlichsten? Dafür sind Spezialisten gefragt, die sowohl die neuen Fertigungsverfahren beherrschen als auch die Bearbeitung der entsprechenden Materialien. Hier bietet eine ausgelagerte Fertigung mit schneller Bestellung über ausgetauschte CAD-Dateien ein Potential, an das vor kurzem kaum zu denken war. Auch den Ersatzteilservice können Onlinefertiger massiv beschleunigen.

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Neue Hochleistungs-Werkstoffe zu bearbeiten erfordert besonderes Know-how und Erfahrung, denn jedes Material hat spezielle Eigenschaften und stellt spezielle Anforderungen an die Bearbeitung. Oft entscheidet diese sogar über die Eignung für einen bestimmten Einsatz. Gerade für Dichtungs- oder Isolationswerkstoffe und 3D-Prototypen ist neben dem verwendeten Werkstoff die Wahl des richtigen Fertigungsverfahrens ausschlaggebend. Wer nach der optimalen Lösung sucht, sollte daher viele Verfahren beherrschen. Oder er holt sich Hilfe.

Digital Fabricator

Ein Digital Fabricator erzeugt aus CAD-Daten fertige Produkte. Neben dem 3D-Druck kommen hier eine Vielzahl weiterer additiver und konventioneller Fertigungsverfahren zum Einsatz. Letztendlich entscheiden die Anforderungen an das Bauteil über Material und Fertigungsverfahren. Daher ist es wichtig, dass Fertigungsdienstleister viele verschiedene Verfahren anbieten können und sich mit den unterschiedlichsten Materialien auskennen. Die Dr. Dietrich Müller GmbH beispielsweise hat langjährige Erfahrung im Umgang mit Materialien wie Glasgewebe, faserverstärkten Kunststoffen, Polyimid oder PVC, Teflon, Pertinax und vielen mehr. Kunden, die Hochleistungskunststoffe bspw. für Ersatzteil- oder Musterstücke nutzen möchten, können solche Bauteile über den Onlinedienst bestellen. Suchen Konstrukteure nach alternativen Bearbeitungsmethoden, dient der Dienst für einen schnellen und kostengünstigen Test und verbessert die Innovationsfähigkeit.

Im Onlineservice kann der Anwender bei dreidimensionalen Produkten zwischen CNC-Bearbeitung mit Drehen, 3-, 4- oder 5-Achsfräsen, 3D-Druck mit SLS (Selektives Lasersintern), FDM (Schmelzdruck), SLA (Stereolithographie) und Polyjetdruck (durch UV-Licht härtendes Harz) auswählen. Außerdem können Folien und dünne Platten gestanzt werden oder durch Laserschneiden eine individuelle Form erhalten. Je nach gewählter Fertigungsmethode kann der Kunde dabei zwischen 10 (3D-Druck) und über 25 (CNC-Bearbeitung und Stanze) unterschiedlichen Werkstoffen wählen.

Sofortangebot oder manuelle Anfrage?

Mithilfe eines Digital Fabricator lässt sich dieses breite Know-how einfach nutzen. Für ein schnelles Sofortangebot ist nur eine gängige CAD-Datei (.3mf, .iges, .obj, .stp, .wrl) nötig. Nach dem Hochladen der Produktdatei kann der Kunde aus einer Vielzahl unterschiedlicher Fertigungsverfahren sowie verschiedene Materialien wählen (Bild 2). Dabei bewertet die Software im Hintergrund gleich die wesentlichen Eigenschaften des angefragten Bauteils. Folien lassen sich beispielsweise nicht drucken oder drehen. Drehteile mit unter 1 mm Wandstärke je nach Material nicht bearbeiten usw. Inkompatible Paarungen werden also gleich erkannt und eine Fehlermeldung generiert. Neben einer rein maschinellen Auswertung der Parameter besteht optional auch die Möglichkeit einer persönlichen Beratung. Passen die ausgesuchten Bearbeitungsmethoden und die gewählten Materialien zusammen, gibt der Kunde nur noch die benötigte Stückzahl ein und erhält sofort einen Kostenvoranschlag mit dem Komplettpreis aufgeschlüsselt in Rüst- und Stückkosten sowie der voraussichtlichen Lieferzeit.

Umfangreiches Bearbeitungsknowhow nutzen

Moderne Fertigungsverfahren erfordern fundierte Kenntnis, was sie leisten können. Gleichzeitig stellen moderne Werkstoffe spezielle Anforderungen bei der Bearbeitung. Um beides in Einklang zu bringen ist umfangreiches Know-how nötig. Sucht ein Konstrukteur nach der besten Lösung für ein Bauteil, kann er über einen Dienstleister auf viele Fertigungsverfahren zugreifen. Damit kann er am fertigen Musterstück sicher beurteilen, ob die ausgesuchte Methode wirtschaftliche und haltbare Produkte liefert.

Was bedeutet das in der Praxis? Bei der CNC-Bearbeitung mit Drehen oder 3-, 4- oder 5-Achsfräsen ist vor allem die Erfahrung mit dem jeweiligen Werkstoff wichtig. Viele Verbundstoffe aber auch homogene Kunststoffe erfordern ganz bestimmte Schneidgeometrien und Schnittgeschwindigkeiten. Ob Pertinax oder Teflon, Nylon etc., nur wer täglich solche Stoffe bearbeitet, kennt alle Kniffe für die optimale Formgebung (Bild 3). Ähnlich verhält es sich beim Stanzen. Welche Geometrie lässt sich noch sicher ohne Verzug oder gar Reißen aus stabilen Epoxidplatten oder dünnster Mylarfolie ausstechen (Bild 4)? Beim 3D-Druck als relativ neuem Verfahren in seinen unterschiedlichen Varianten kommen dann noch die Eigenheiten der jeweiligen Methode hinzu. Selektives Lasersintern, der Schmelzdruck, die Stereolithographie oder die Polyjetdrucktechnik erlauben eine Vielzahl von Fertigungsparametern zu variieren, um Formgebung und Material in Einklang zu bringen. Hier hilft nur Praktikerwissen weiter, um ein optimales Ergebnis zu präsentieren. Reicht es durch Aufschmelzen von Filamenten eine Oberfläche zu erzeugen oder sind für Funktionsmodelle eher UV-härtende Harze mit noch besserer Oberflächengüte bzw. Transparenz nötig? Ist Lasersintern erforderlich oder sollte man Laserschneiden evtl. dem Stanzen vorziehen?

Exakt geplant – schnell geliefert

Oft kommen mehrere Verfahren in Betracht. In solchen Fällen zeigt schon der Onlinekonfigurator eine erste Kostenabschätzung. Am fertigen Produkt kann dann die beste Option für die Montage, Funktion oder andere gewünschte Eigenschaften getestet werden. So findet ein Konstrukteur schnell die wirtschaftlichste Methode für den jeweiligen Einsatzzweck, ohne kostenträchtige Experimente. Damit bietet die Onlinefertigung gleich mehrere Vorteile: Zum einen erlaubt sie die schnelle Fertigung unterschiedlicher Musterstücke in Verarbeitung oder Materialauswahl ohne einen eigenen Maschinenpark dafür vorzuhalten, zum anderen können Bauteile aus speziellen Werkstoffen hergestellt werden, ohne dass man sich selbst in die Bearbeitungsmethoden einarbeiten muss. Auch schnelles Reagieren auf neue Vorgaben ist so möglich. Der Online-Service liefert dringend benötigte Ersatzteile oder Einzelkomponenten für die Produktion zu, ohne dass die eigene Fertigung kostenträchtig umgerüstet werden muss (Bild 5). Dass dabei direkt ein Kostenvoranschlag und ein Liefertermin generiert wird, erleichtert zudem die Planung.

Urheber Titelbild: Dr. Dietrich Müller GmbH