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ARBURG Kunststoff-Freiformen

AKF

AKF –

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Der Blick auf die industrielle additive Fertigung – aus der Sicht

eines Maschinenbauers: Das bedeutet Praxisorientierung, viele

neue Lösungsansätze – und ein innovatives, patentiertes Verfahren

ARBURG Kunststoff-Freiformen (AKF)! Der Ansatz: völlig neu!

Additiv fertigen. Mit qualifiziertem Standardgranulat.

Und Schichten, aufgebaut aus kleinsten Kunststofftropfen.

industrielle additive Fertigung

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Mit dem eigens für das AKF-Verfahren entwickelten freeformer schmelzen wir Standardgranulate durch eine integrierte Materialaufbereitung auf, was wie beim Spritzgießen funktioniert. Ein beheizter Plastifizierzylinder mit spezieller Schnecke erzeugt eine homogene Kunststoffschmelze. Erst an der speziellen Austragseinheit mit getaktetem Düsenverschluss beginnt ein neues Verarbeitungszeitalter: Ein durch hochfrequente Piezotechnik angetriebener Düsenverschluss ermöglicht ein sehr schnelles Öffnen und Schließen der Düse. Abhängig von der Düsengröße werden so Kunststofftropfen mit einem Durchmesser von 0,15 bis 0,34 mm erzeugt. Der bewegliche Bauteilträger wird über Servomotoren so positioniert, dass jeder Tropfen exakt auf der vorher berechneten Stelle platziert wird. Für das Aushärten des Kunststoffs

im temperierten Bau raum sind keine speziellen Prozesse oder Materialzusätze erforderlich, vielmehr verbinden sich die winzigenTropfen beim Abkühlen von selbst. So bauen wir Schicht für Schicht dreidimensionale Kunststoffteile auf – ganz ohne Spritzgießwerkzeuge oder fest vorgegebene Kavitäten. Darüber hinaus ist die emissions- und rückstandsfreie Materialverarbeitung ein interessantes Merkmal unseres AKF-Verfahrens. Der freeformer benötigt keine aktive Absaugung.

Eine hohe Flexibilität in der Verarbeitung war eine weitere wichtige Zielstellung, die wir bei der Entwicklung des AKF-Verfahrens berücksichtigt haben. Deshalb haben wir unseren freeformer gezielt als offenes System konzipiert. Mit kleinsten Kunststofftropfen als Grundlage ergeben sich flexible Einstellmöglichkeiten.

Tropfengröße und Prozessführung sind gezielt beeinflussbar. Das gibt Ihnen die Freiheit, die Eigenschaften additiv gefertigter Bauteile individuell zu optimieren sowie ein breites Spektrum an Originalwerkstoffen zu verarbeiten.

Hinzu kommt, dass unser freeformer standarmäßig über mehrere Austragseinheiten verfügt. Damit fertigen Sie Funktionsbauteile in verschiedenen Material- und Farbkombinationen – auch als belastbare Hart-Weich-Verbindung. Das Selbsteinfärben über Masterbatch ist möglich. Bei komplexen Bauteilgeometrien können Sie eine Komponente alternativ zum Aufbau von Stützstrukturen nutzen.

Verfahrens-prinzip

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Düsenverschluss

Austrag einzelner Tropfen an der Düsenspitze

Piezoaktor taktetDüsenverschluss

Ausgangsbasis:Qualifiziertes Standardgranulat

Materialaufbereitung mit Schnecke wie beim Spritzgießen

Materialreservoir zwischen Schnecke und Düsenspitze steht unter Druck

Bauteilträger bewegt Teil in X- und Y-Rich-tung sowie in Z-Rich-tung schrittweise nach unten

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AKF –

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Mit dem ARBURG Kunststoff-Freiformen steigen Sie in eine völlig

neue Technologie ein. Unser freeformer produziert Ihre individuellen

Einzelteile und Kleinserien. Aus qualifizierten Standardgranulaten.

Ohne Spritzgießwerkzeug. Direkt aus 3D-CAD-Daten. Mit einem of-

fenen System, das eine individuelle Prozessoptimierung sowie Qua-

lifizierung für Ihre eigenen Materialien zulässt. Erschließen Sie sich

ganz neue Möglichkeiten der industriellen additiven Fertigung!

Materialien und Eigenschaften

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Beim AKF-Verfahren werden 3D-CAD-Daten (STL-Format) über eine Slicer-Software schichtweise maschinenspezifisch aufbereitet. Anschließend bauen Sie mit unserem freeformer Ihr Bauteil Tropfen für Tropfen, Schicht für Schicht, aus qualifizierten Standardgranulaten auf. Individuell und trotzdem wirtschaft- lich. Ganz ohne formgebendes Spritzgießwerkzeug. Ab Losgröße 1. Aus dieser Ausgangs basis ergeben sich interessante Vorteile:

• Materialvielfalt – keine vorkonfektio-nierten Werkstoffe, keine herstellerge-bundene Beschaffung

• Einsatz von Originalwerkstoffen z. B. hinsichtlich Alterungsbe-ständigkeit

• Spritzteile additiv individualisierbar – z. B. durch das Zusammenspiel von Spritzgießen und additiver Fertigung

Mit dem AKF-Verfahren lassen sich Standardgranulate und Stützmaterialien flexibel verarbeiten. Eine reproduzierbare additive Fertigung erfodert jedoch die Qualifizierung der eingesetzten Materialien. Ergebnis dieser Qualifizierung sind optimierte Prozessdaten, die alle wichtigen Einstellungen nach qualitäts- und materialabhängigen Kriterien beinhalten. Angefangen von der schichtweisen Geometriezerlegung (Slicing) über die automatische Aufbereitung der 3D-CAD-Daten

Ausgangsbasis: 3D-CAD-Daten im

STL-Format

Schichtzerlegung (Slicen) und Erzeugung

des NC-Programms

freeformer: Schichtweiser Teile-aufbau aus Tropfen

Fertiges Bauteil

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zu einem NC-Programm bis hin zu Verarbeitungstemperatur und dem Austrag der Tropfen.Unsere Materialdatenbank für das AKF-Verfahren wächst kontinuierlich und enthält mittlerweile Prozessdaten für eine Vielzahl von Werkstoffen. Hierzu zählen:• Additive Standard-Materialtypen wie

ABS, PC, TPU und PA (amorph) • Blends dieser Materialien z. B. PC/ABS• Spezielle Originalwerkstoffe wie

PP und PE (teilkristallin), PEI (hochtem-peraturbeständig), Materialien mit Flammschutz, medizinisches Polylactid oder Bio-Polymere

• Wasser- oder laugenlösliche Stützmaterialien, kompatibel zum Baumaterial

Durch das offene System des freeformers bleiben sämtliche Slice- und Prozessparameter immer frei programmierbar. Dies ermöglicht Ihnen eine individuelle Prozessoptimierung und Materialqualifizierung, etwa für bestimmte Additive oder Farbgebungen. Voraussetzung sind jedoch Kenntnisse der Kunststoffverarbeitung – ähnlich wie beim Spritzgießen. Unsere kompetente Technologieberatung hilft Ihnen auch hier jederzeit weiter. Die durch das AKF erreichbare Bauteilqualität weist eine besonders gleichmäßige Struktur auf – und das in jeder Richtung. Dichte, mechanische Eigenschaften und Oberflächenstruktur

Die Computertomografie eines mit dem

AKF-Verfahren gefertigten Bauteils:

homogener, dichter Schichtaufbau.

sind durch die Variation von Tropfengröße und Prozessführung gezielt beeinflussbar. Je dichter die Tropfen dabei zueinander positioniert, sprich je dichter die Bauteile gepackt werden, desto höher werden deren mechanischen Eigenschaften. Untersuchungen zeigen, dass sich in Schichtebene je nach Materialtyp die gleichen Zug festigkeiten wie beim Spritzgießen er reichen lassen.

AKF –

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in der Praxis

Mit unserem innovativen AKF-Verfahren kombinieren Sie

Designfreiheit und Materialvielfalt. So stellen Sie z. B. schnell

Ersatzteile oder Funktionsmuster im qualifizierten Wunschwerkstoff

her. Der freeformer bietet Ihnen umfassend neue Möglichkeiten

– völlig egal, in welcher Branche Sie arbeiten: von Konsumgütern

über Automotive bis zur Medizintechnik – um nur einige

Beispiele zu benennen.

Komplexe Geometrie: Der elastische Faltenbalg aus TPU

wird mit Hilfe von wasserlöslichem Stützmaterial gefertigt.

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Einzelteile und Kleinserien

Funktionsintegration

Implantat eines Schädelknochens | Material: medizinisches PLLA | Schichthöhe: 0,27 mm

Kabelklemmen mit Klick-Effekt | Material: PP | Schichthöhe: 0,21 mm

70 Abstandshalter für ALLROUNDER | Material: PEI (Ultem 9085) | Schichthöhe: 0,15 mm

Zahnbürste mit beweglichem Kopf | Material: ABS | Schichthöhe: 0,21 mm

Seilrolle als Baugruppe gefertigt | Material: Bio-Polyamid | Schichthöhe: 0,27 mm

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Mehrkomponententechnik

Individualisierung

Greiferfinger | Material: PA10 +TPE (80 Shore) | Schichthöhe: 0,21 mm

Büroschere mit additivem 3D-Schriftzug | Material: PP | Schichthöhe: 0,21 mm

Greifer mit Dichtlippe und integrierten Luftkanälen | Material: ABS + TPE (80 Shore) | Schichthöhe: 0,21 mm

Lichtschalter-Wippe mit additiver 3D-Veredelung | Material: ABS + TPU | Schichthöhe: 0,21 mm

Weitere Beispiele

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Verschiedene Materialien kombinieren.

Ohne Probleme.

Sicher arbeiten.

Ohne Staub und Emissionen.

Material effizient einsetzen.

Ohne Rückstände.

Frei für

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Qualifizierte Standardgranulate oder

eigene Materialien verarbeiten.

Ohne Vorkonfektionierung.

Funktionsfähige Bauteile herstellen.

Ohne Spritzgießwerkzeug.

Zuerst haben wir das Spritzgießen kontinuierlich perfektioniert.

Jetzt entwickeln wir die industrielle additive Fertigung. Unser Anspruch

ist dabei gleich geblieben: Qualität zu wirtschaftlichen Stückkosten.

Und dabei sehen wir jede Menge Potenzial für die Zukunft.

höhere Effizienz

Prozess und Bauteile

individuell optimieren.

Ohne Einschränkung.

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AKF – Mehr als 3D-Drucken:

• Kunststoffprodukte aus qualifiziertem Standardgranulat

• Vielfalt verarbeitbarer Materialien

• Individuelle Bauteiloptimierung und Materialqualifizierung

• Hochwertige mechanische Eigenschaften

• Effizienter Materialeinsatz

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