In diesem Artikel
3D-Druck unterstützt Innovation
Wir unterstützen unsere Kunden bei der Herstellung hochwertiger Produkte. Der 3D-Druck ist ein wichtiges Werkzeug für die Herstellung komplexer Teile, die in Anlagen und Maschinen verwendet werden. In diesem Artikel erklären wir Ihnen, wofür dieses Verfahren eingesetzt wird und welche Vorteile er unseren Kunden bringt. Wir stellen Beispiele vor, die zeigen, wie der 3D-Druck zur Innovation und Optimierung von Produktionsprozessen beiträgt.
3D-Druck kurz erklärt
Der 3D-Druck, auch bekannt als Additive Fertigung, ist im Vergleich zu anderen Produktionsmethoden eine sehr effiziente Herstellungsart. Denn hier wird nur das Material verwendet, das benötigt wird – für eine umweltbewusste Produktionsweise. Anders als bei der «normalen» maschinellen Fertigung, bei der man ein Stück Material nimmt und entfernt, was man nicht braucht, um ein Teil/Produkt zu erhalten. Eigentlich das Gegenteil von additiv und daher viel kostenintensiver und weniger nachhaltig.
Für was ist dieses Verfahren einsetzbar?
Wir setzen 3D-Druck hauptsächlich als Werkzeug für die Entwicklung eigener Produkte ein. Zum Beispiel bei der Herstellung von Dämpfern aus komplexen Gummi-Metall-Teilen für die Halbleiterindustrie. Hier muss das Metall gut sandgestrahlt werden, um eine raue Oberfläche zu erhalten, an der der Gummi gut haften kann. Mit Hilfe des 3D-Drucks lässt sich ein massgeschneidertes Maskenteil herstellen, so dass nur die Seiten freigelegt werden, die sandgestrahlt werden müssen.
Beispiel: Die Maschinen von ASML bewegen sich sehr schnell. Um diese beweglichen Teile richtig zu stoppen, braucht man Dämpfer. Es ist wichtig, dass die Maschine während der Belichtung völlig geräuschlos und frei von Vibrationen ist. Da die Maschinen-Kapazität erhöht werden soll, steigen die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, was eine Herausforderung für die Kontrolle der Vibrationen darstellt. Um Schwingungen zu reduzieren, werden zunehmend viskose Dämpfer eingesetzt. Dies führt zu einer kürzeren Durchlaufzeit und zu einer längeren Produktionszeit als effizientes Ergebnis.
3D-Druck unterstützt auch die Erstellung von Werkzeugen für die Qualitätsabteilung. Zum Beispiel die Erstellung einer Vorrichtung/Halterung, mit der man ein Objekt einspannen und von bestimmten Seiten betrachten kann. Eine Schablone eignet sich auch für die Positionierung mehrerer Produkte auf einmal, so dass Sie mehrere Teile gleichzeitig bearbeiten können. Denken Sie an das Bündeln von Rohren, die dann leicht geschweisst werden können.
Vorteile des 3D-Drucks
Der grösste Vorteil besteht darin, dass eine schnelle Herstellung möglich ist. Selbst wenn es sich um komplexe und organische Formen, innere Strukturen und Durchgänge handelt oder wenn einem Produkt neue Funktionen hinzugefügt werden müssen. Dies verkürzt den iterativen Prozess, um zu einem geeigneten Endprodukt zu gelangen, erheblich. Ideal zum Beispiel für die Herstellung von Kleinserien komplexer Teile, wenn Anpassungen an der Produktionslinie vorgenommen werden. Durch dieses Verfahren wird die Betriebszeit Ihrer Produktion garantiert.
Darüber hinaus trägt 3D-Druck wesentlich zum First-Time-Right-Prinzip bei. 3D-Drucker nutzen fortschrittliche Technologien und können eine zunehmende Anzahl verschiedener Formen und Materialien herstellen, so dass die Qualität des Endergebnisses optimal ist und allen gewünschten Normen und Standards entspricht.
Neben der Beschleunigung von Entwicklungsprozess trägt dieses Verfahren zu erheblichen Kosteneinsparungen bei. Während der Produktion wird das Material äusserst effizient genutzt, und die Entwicklungsgeschwindigkeit des 3D-Drucks bedeutet, dass Sie Material und Ersatzteile nicht mehr physisch auf Lager halten müssen, sondern digitalisieren können (Printing on Demand).
Der Mehrwert
Der 3D-Druck spielt eine besondere Rolle bei der Entwicklung komplexer Gummi-Metall-Teile für Teile und Produkte. Diese Endprodukte werden von unseren Kunden in ihrem Produktionsprozess weiterverwendet. Er wird zum Beispiel häufig für die Entwicklung von Vorrichtungen verwendet. Dies ist der Fall, wenn die Teile gestrahlt werden müssen. Wenn man Metall mit Gummi verbindet, braucht man eine raue Oberfläche; aber nur auf der Klebefläche. Mit 3D-Druck ist es möglich, eine Form herzustellen, in die das Metallteil eingespannt wird und aus der nur die Klebefläche herausragt.
Der 3D-Druck unterstützt uns optimal im Co-Engineering-Prozess. 3D-Drucke helfen, Fragen direkt zu beantworten und die gewünschten Änderungen an Ort und Stelle vornehmen zu können.
3D-Druck von Dämpfern in Zusammenarbeit mit TNO
TNO arbeitet an der Entwicklung von smallCAT mit, einem Laserkommunikationssystem, das sich auf dem norwegischen Raumfahrzeug NORSAT befindet. Um eine optimale Schwingungsreduzierung zu gewährleisten, wurden wir gefragt, ob wir Dämpfer herstellen könnten, die für das System und die extremen Bedingungen, unter denen es arbeiten muss, geeignet sind. Im 3D-Druckverfahren entwickelten wir Titandämpfer, in die wir unsere Gummis einvulkanisierten. Die verwendeten Gummis wurden in unserem Labor ERT in Deventer entwickelt. TNO testete das Ergebnis, wobei das Material die geforderte hochviskose Dämpfung erfüllte, einen niedrigen Ausgasungswert aufwies und zudem sehr sauber war.
Aus Erfahrung wussten wir, dass es möglich war, in diesem Fall zu helfen. Tatsächlich wurde ein ähnliches Material bereits in einem früheren Stadium für ASML Netherlands entwickelt. Um so viele Informationen wie möglich auf der kleinstmöglichen Fläche unterzubringen, werden bei ASML verschiedene Systeme wie EUV- (Extreme Ultraviolet) und XT-Maschinen eingesetzt. Das von uns verwendete Material, SCVBR, wird an mehreren Stellen dieser Maschinen erfolgreich zur Dämpfung von Vibrationen eingesetzt.
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