Verkürzung der Produktionszeit eines Autoklavenwerkzeugs für die Automobilindustrie von Wochen auf Tage

Die Herausforderung

Die Herausforderung dieses Projekts bestand darin, zu zeigen, dass der 3D-Druck eines Autoklavwerkzeugs tatsächlich in kürzerer Zeit hergestellt werden kann, und zwar von Anfang bis Ende. Das Design des Autoklavenwerkzeugs besteht aus einer doppelt gekrümmten Oberfläche, die die Form einer Sportwagentür darstellt.

Die AM-Flexbot-Lösung

Der AM Flexbot bietet die Möglichkeit, 3D-Druck und Fräsen zu kombinieren. Das Drucken und Fräsen erfolgt im gleichen Koordinatensystem. Beim Fräsen mit solch hohen Toleranzen muss das Produkt normalerweise Messzyklen unterzogen werden, um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten. Unser Druckbett sorgt jedoch für eine starke mechanische Verankerung mit dem Produkt, so dass es an seinem Platz bleibt.

Durch das Fräsen werden glatte Oberflächen erzielt, so dass nur noch eine minimale Nachbearbeitung erforderlich ist. Für das Werkzeug wird Dahltram® C-250CF verwendet, eines der vielen Harze von Airtech, die auf dem AM Flexbot-System validiert wurden. Dahltram® C-250CF ist ein modifiziertes, mit 20 % Kohlenstofffasern verstärktes Polycarbonat, ein Polymer für die additive Fertigung, das sich für Werkzeuglösungen bei niedrigen bis mittleren Temperaturen im Autoklaven (121 °C) eignet. Die Airtech Advanced Materials Group extrudiert und compoundiert seit fast 50 Jahren Harze und hat ihr Angebot um eine Reihe von technologisch fortschrittlichen und zuverlässigen Harzen für den Einsatz in der additiven Fertigung erweitert.

Die Vorteile/Ergebnisse

Das CAD-Modell, die CAM-Programmierung, der 3D-Druck und das Fräsen wurden innerhalb einer Woche realisiert, anstatt mehrerer. Da die gesamte Programmierung abgeschlossen war, erforderte der zweite Produktionszyklus noch weniger Aufwand und Zeit. Dies zeigt, dass diese Methode nicht nur für Einzelanfertigungen, sondern auch für (kleine) Serien geeignet ist. Durch den Einsatz des AM-Flexbots ist nicht nur die Dauer des Produktionsprozesses deutlich kürzer, sondern es werden auch weniger Arbeitskräfte benötigt und Materialkosten eingespart als bei traditionellen Werkzeugherstellungsverfahren. Dahltram® C-250CF, das auf dem AM Flexbot verwendet wird, bietet im Vergleich zu Glas eine höhere Steifigkeit und einen geringen Verzug für vorhersehbare Ergebnisse. Es handelt sich um ein kostengünstiges Material, das eine höhere Festigkeit, eine höhere Temperaturleistung und einen höheren Durchsatz bietet. Ausführliche Autoklaventests bei Airtech haben gezeigt, dass 3D-gedruckte Werkzeuge mit Airtech-Materialien mindestens 350 Aushärtungszyklen lang erfolgreich eingesetzt werden können, ohne dass es zu einer signifikanten Verschlechterung kommt. Es ist geplant, bis zu 500 Zyklen zu erreichen.