Additive Fertigung und industrieller 3D-Druck

Die additive Fertigung ist längst nicht mehr dem Prototypenbau vorbehalten. Der schichtweise Aufbau direkt aus der CAD-Datei und ohne Werkzeug ermöglicht heute funktionale Bauteile in Klein- und Mittelserie – in Geometrien, die sich aus keiner Form entformen ließen. DEMGY Group hat diese Kompetenz im DEMGY 3D Center gebündelt: ein Multi-Technologie-Park für die Serienfertigung von Bauteilen aus Hochleistungs- und biobasierten Polymeren, weltweit ausgeliefert.

Das DEMGY 3D Center: 4 Anlagen, 3 Technologien

Am Campus Saint-Aubin-sur-Gaillon vereint das DEMGY 3D Center 4 Druckanlagen auf 3 komplementären Technologien (2 EOS P 810, 1 HP Jet Fusion 4200 and 1 9TLABS), die je nach Werkstoff und angestrebter Funktion ausgewählt werden.

Lasersintern von kohlefaserverstärktem PEKK - EOS P 810

DEMGY Group war der erste europäische Industriebetrieb, der die Lasersinteranlage EOS P 810 für das Material EOS HT-23 in Betrieb genommen hat, installiert im Jahr 2022. Dieses Pulver basiert auf dem PEKK Kepstan® von Arkema, einem Polymer für Extrembedingungen, verstärkt mit Kohlenstofffasern.

Mit einem Bauraum von 700 x 380 x 380 mm fertigt die EOS P 810 funktionale Bauteile direkt aus CAD-Daten, ohne Werkzeug. Die Bauteile verbinden hohe Festigkeit mit geringem Gewicht und halten Temperaturen weit über 200 °C stand. Das System ist die erste Lasersinterlösung für die Serienfertigung anspruchsvoller Bauteile aus dem Hochtemperaturpolymer PEKK.

Druck von biobasiertem PA11 - HP Jet Fusion 4200

Zwei Anlagen HP Jet Fusion 4200 übernehmen die Serienfertigung aus Polyamid 11 Rilsan®, von Arkema auf Basis von Rizinusöl hergestellt – ein zu 100 % biobasiertes Hochleistungspolyamid. Der doppelte Anlagenbestand sichert die Taktzeiten bei PA11-Serien.

Bauteile aus diesen Feinpulvern weisen gegenüber Polyamid 12 bessere mechanische Eigenschaften und ein geringeres Gewicht auf, dazu eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit sowie höhere Duktilität und Elastizität.

Endlosfaser-Composites - 9TLABS

Die Anlage 9TLABS eröffnet einen Mittelweg zwischen additiver Fertigung und der Ablage von Verstärkungsfasern thermoplastischer Composites. Sie druckt Hochleistungsverbundwerkstoffe in einem Bauraum von 350 x 270 x 250 mm:

• Matrices: PEEK, PEKK, PPS, PA12, biobasiertes PA
• Verstärkung: bis zu 60 % Endlosfasern (Kohlenstoff, Glas oder Basalt)

Die Technologie erlaubt es, Strukturbauteile so auszulegen, dass die Verstärkung nur dort liegt, wo Lasten es erfordern. Sie wird in der Regel mit einem Spritzguss-Umspritzen der geringer belasteten Bereiche kombiniert – im Dienst des Strukturleichtbaus.

Vorteile der additiven Fertigung

In die Serienfertigung integriert, beschleunigt die additive Fertigung den industriellen Prozess von der Konstruktion bis zur Fertigung: funktionale Bauteile mit hoher Wertschöpfung entstehen bis zu zehnmal schneller als auf konventionellem Weg. Laut der Studie Polymer Additive Manufacturing 2023-2033 des Analysehauses IDTechEx wird dieser Markt bis 2033 auf 21 Milliarden US-Dollar geschätzt.

Für die Konstruktionsabteilung sind die Vorteile konkret:

• Messbarer Zeitgewinn bis zur Markteinführung,
• Geringere Kosten für Prototypenbau und Klein- bis Mittelserien,
• Die Fertigung komplexer Geometrien, direkt montiert aus der Anlage,
• Individualisierung ohne Werkzeugzwang,
• Funktionale Bauteile mit hoher Maßgenauigkeit und beherrschten mechanischen Eigenschaften, gefertigt nach den Qualitätsnormen der Gruppe
• Integrierte Funktionen: Brandschutz, elektrische und thermische Leitfähigkeit, lokale Steifigkeit.

Funktionalisierung der gedruckten Bauteile

Sämtliche additiv gefertigten Funktionsbauteile lassen sich metallisieren, um elektrische Kontinuität herzustellen oder als elektromagnetische Abschirmung zu dienen. DEMGY Group führt dieses Verfahren im eigenen Haus durch – ein kritischer Arbeitsschritt bleibt damit außerhalb der Fremdvergabe und unter eigener Kontrolle.
-> Zur Metallisierung und Oberflächenbehandlung

Leichtbau und Metallsubstitution

Die additive Fertigung fügt sich unmittelbar in die von DEMGY Group verfolgte Strategie des Bauteil-Leichtbaus und der Metallsubstitution ein. Sie erreicht Geometrien, die kein abtragendes Verfahren zugänglich macht, und lässt zugleich die Werkzeugkosten bei kurzen Serien entfallen. Dieser Ansatz bedient Luftfahrt, Automobil, Verteidigung und Industrie.

Vom Prototyp zur Serie

Die Geschichte der Gruppe mit dem 3D-Druck reicht bis 1995 zurück, als die erste Stratasys-Anlage für den Prototypenbau angeschafft wurde. Das DEMGY 3D Center führt diesen Weg konsequent in Richtung Serienfertigung weiter.

Die Konstruktionsabteilung ermittelt die optimale technische Lösung (preislich zugänglich, serienreproduzierbar, in Öko- oder Hochleistungswerkstoff) und liefert anschließend Prototyp und Bemusterung zur Vorbereitung der Produktionsphase. Projekte, die bereits in der Konstruktionsphase eingebracht werden, schöpfen das Verfahren am besten aus.

Ihr Projekt der additiven Fertigung besprechen

Zur Bewertung der Machbarkeit eines additiv gefertigten Bauteils aus Polymer oder Composite führen die Teams von DEMGY Group eine Machbarkeitsstudie und ein technisches Gespräch durch.