In der Pneumatik kommen häufig Standardkomponenten zum Einsatz, zum Teil werden Vorrichtungen um diese Teile konstruiert. Die Firma Hänssler drehte den Spieß um und nutzte den 3D-Druck, um zwei spezifische Druckluftverteiler für ihre Vorrichtung zu produzieren.
Klassische Mehrfachverteiler gibt es in verschiedenen Ausführungen mit drei oder zehn Auslässen für 6 bar oder 1 MPa. Je nach Anforderung werden die verschiedenen Anschlüsse miteinander verschaltet oder mit einem Stopfen verschlossen. Diese Praxis stößt jedoch an ihre Grenzen, wenn der Bauraum bereits vorgegeben ist und ein Mehrfachverteiler auf diesem geringen Raum verbaut werden muss – wie im Vorrichtungsbau.
Vor dieser Herausforderung standen die Ingenieur:innen und Techniker:innen der Firma Hänssler Kunststoff- und Dichtungstechnik aus Mannheim. Das Unternehmen ist auf Kunststoff- und Dichtungstechnik spezialisiert und nutzt neben den klassischen Verfahren von Drehen, Fräsen und Spritzguss seit einigen Jahren auch die additive Fertigung. Während die inhabergeführte Firma
eigentlich Kunststoffteile und Dichtungen für Kunden aus dem Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automatisierungs- und Elektrotechnik entwickelt und produziert, kam der 3D-Druck in diesem Fall bei der Anpassung ihrer eigenen Maschine zum Einsatz. Da die meisten Dreh- und Fräsmaschinen des Unternehmens eigentlich für die Metallverarbeitung konzipiert sind, müssen oft spezielle Anpassungen vorgenommen werden – so wie kürzlich bei einem pneumatischen Mehrfachverteiler.
3D-Druck verändert das Engineering
Für eine eigens konstruierte Vorrichtung wurden zwei Druckluftverteiler benötigt. Die Herausforderung lag darin, dass diese auf engstem Raum von nur vier mal vier Zentimetern verbaut werden sollten. Die spezifischen Schaltungen hätten auf diesem Raum nicht mit den Standardkomponenten realisiert werden können. „Deswegen haben wir die Teile 3D-gedruckt. So ist es möglich, die Verteiler kompakt und individuell auf unsere Bedürfnisse angepasst herzustellen. Das ist ein riesiger Vorteil. Wir müssen nicht die Maschine um das Teil herum konstruieren, sondern können den Druckluftverteiler einfach in die bestehende Konstruktion integrieren“, erklärt Dirk Olbert, Projektingenieur für die Additive Fertigung bei Hänssler.
Das Unternehmen nutzt einen 3D-Drucker der Firma Formlabs. Der Drucker nutzt Stereolithografie für die additive Fertigung: Flüssiges Kunstharz wird durch Laserstrahlen an bestimmten Stellen ausgehärtet. Bei Hänssler kommt ein Low Force Stereolithography (SLA) 3D-Drucker zum Einsatz. Durch einen flexiblen Tank und eine lineare Beleuchtung können so noch präzisere Strukturen und glattere Oberflächen gedruckt werden.
Vor dem 3D-Druck mussten die beiden Druckluftverteiler zunächst konstruiert werden. Das geschieht in einem CAD-Programm. Die STL oder OBJ-Datei wird anschließend in die Software zur Druckvorbereitung importiert, damit der 3D-Drucker die Informationen verarbeiten kann. Der Desktop-3D-Drucker ist sehr kompakt und hat nur eine Standfläche, die ähnlich groß ist wie ein DIN A3 Blatt.
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Quelle: Formlabs/Hänssler
