Eine Definition von «additiv denken»

Herr Graber, in unserer Rubrik, die wir zusammen mit der Messe Luzern führen, dreht sich vieles um das «additive Denken». Wie würden Sie ein «additives Denken» definieren?

Mit additivem Denken ist gemeint, dass man die Geometrie eines Bauteils auf die additive Fertigung anpasst. Beim Metallverfahren SLM sollte vor allem auf erforderliche Stützgeometrien oder minimale Wandstärken geachtet werden. Tatsächlich haben die Konstrukteure in der Praxis mit diesen Restriktionen weniger Probleme als mit der gewonnenen Gestaltungsfreiheit. Man ist sich gewohnt, runde gerade Löcher zu zeichnen und Bauteile mit Schrauben zu verbinden. Beim Konstruieren fallen einem aber dreieckige Hohlräume, verzweigte Rohre und miteinander verbundene Einzelteile ohne Übung nicht sofort ein.

Wie kann man additives Denken am besten erlernen?

Wie so oft macht Übung den Meister. Wer öfters mit Dienstleistern wie uns zusammenarbeitet und sich die Zeit nimmt, Bauteile zu optimieren, gewinnt mit jedem kleinen Auftrag an Know-how dazu.

Die Lernkurve der Kunden

Wie zeigt sich ihre Definition von «additiv denken» in der eigenen Firma?

Wir sehen uns nicht als Printshop, dem man eine Datei schickt und wir drucken sie aus. Wir wollen dem Kunden einen echten Mehrwert bieten und versuchen im Dialog, das optimale Vorgehen für den vorliegenden Fall zu finden. Der Kunde bekommt also die Chance, sein Teil auf Funktionserfüllung und tiefe Kosten zu optimieren und gleichzeitig sein Know-how in additiver Fertigung zu erweitern. Es macht wirklich Spass, die Lernkurve der Kunden zu verkürzen und die von Auftrag zu Auftrag kreativer werdenden Lösungen zu sehen. Dazu gehört für uns auch, in nicht passenden Fällen ganz offen die Vorteile einer gefrästen Variante aufzuzeigen.

Vorzeigeprojekt aus dem Bereich Geräte- und Apparatebau: eine filigrane Abdeckung

Sie haben auf der AM Expo-Seite ein Vorzeigeprojekt aus dem Bereich Geräte- und Apparatebau: Filigrane Abdeckung für Kraftsensor im Nano-Newton-Bereich. Können Sie diesen Showcase beschreiben?

Das Unternehmen FemtoTools AG stellt hochpräzise Instrumente zur Messung und Handhabung von Mikro- und Nanostrukturen an. Herzstück dieser Geräte sind Kraftsensoren und Mikrogreifer, die unglaublich genau von 0,2 Newton bis zu 0,5 Nano-Newton messen können. Die Abdeckung für die Elektronik dieser Sensoren wird in Serie von der BSF Bünter AG mittels Additive Manufacturing hergestellt. Im Laufe der Entwicklung hat die Abdeckung noch eine weitere Funktion übernommen: Sie schützt die elektronischen Bauteile nicht nur in der Produktion, sondern auch beim Transport. Neue Sensoren werden deshalb gleich in die Abdeckung verbaut und so geschützt ausgeliefert.

Hohe Anforderungen auch an Wiederholbarkeit

Welche Herausforderung galt es zu bewältigen bei diesem Vorzeigeprojekt?

Ein additiv gefertigtes Metallbauteil, das in einem Endprodukt sichtbar verbaut ist und auch in der Serie wirtschaftlich attraktiv ist. Das ist heute leider immer noch relativ selten. Entsprechend hoch waren die Anforderungen neben der Funktion und Genauigkeit auch an die Optik und die Wiederholbarkeit. Dieses Level von Additive Manufacturing in Kombination mit feinmechanischer Nachbearbeitung bieten nur wenige Dienstleister.

Wie sah die Lösung aus und welchen Vorteil brachte sie?

Mehrere zusammengeschraubte Frästeile wurden durch eine 1,8 Gramm leichte, einteilige Abdeckung aus Aluminium ersetzt. Die Montage und Handhabung im Betrieb wurden entscheidend vereinfacht und die Kosten deutlich gesenkt.

Der 3D-Druck-Tipp

Haben Sie uns zum Abschluss noch einen ultimativen 3D-Druck-Tipp?

3D-gedruckte Bauteile sehen oft kompliziert aus, weil viele Funktionen in wenige Bauteile integriert werden. Doch mit additiver Fertigung können nicht nur Rennwagen, Satelliten oder Raketenantriebe optimiert werden. Beziehen Sie die Technologie auch mal in die Lösungsfindung ein, wenn es um einfachere Anwendungen wie aus obigem Beispiel geht. Richtig angewendet bietet AM beste Voraussetzungen, innovative Lösungen in unterschiedlichsten Bereichen zu marktfähigen Preisen zu erschliessen. Auch für grössere Stückzahlen.

Alle Folgen der Rubrik «Additiv denken»

• Folge 001: Ralf Schindel, Prodartis
• Folge 002: Daniel Seiler, FHNW
• Folge 003: Niklaus Schulz, René Faigle – my3Dworld
• Folge 004: Fabian Graber, BSF Bünter
• Folge 005: Paul Köhlmeier, Proform
• Folge 006: Markus Schrittwieser, 1zu1 Prototypen