Multi-Jet-Printing

Wachsmodelle für Feinguss-Kleinserien drucken

| Redakteur: Dorothee Quitter

3D-gedruckte Gussmodelle aus RealWax-Material mit Trägermaterial (links), ohne Trägermaterial (mitte) und Feingussbauteil (rechts).
3D-gedruckte Gussmodelle aus RealWax-Material mit Trägermaterial (links), ohne Trägermaterial (mitte) und Feingussbauteil (rechts). (Bild: 3D Systems)

3D Systems hat eine 3D-Drucklösung vorgestellt, mit der Wachsmodelle in kürzerer Zeit und zu günstigeren Kosten als im Spritzguss hergestellt werden können.

Beim Feingießen erfolgt die Herstellung der Metallgussteile im Wachsausschmelzverfahren. Die benötigten Wachsmodelle können mittels Spritzgießen oder additiven Verfahren hergestellt werden. Zu einer Modelltraube verbunden, werden die Wachsmodelle zur Herstellung einer Formschale mit einer keramischen Masse ummantelt und anschließend ausgeschmolzen. Nach dem Brennen der Form kann schließlich der Abguss erfolgen.

Die typische Herstellungszeit für ein 3D-gedrucktes Wachsmodell beträgt nur einige Stunden. Da weder Zeit noch Geld für den Spritzgussprozess aufgewendet werden muss, sind die Kostensenkungen für die Erstmodelle erheblich. Ein von Mueller Additive Manufacturing Solutions durchgeführter Kostenvergleich zeigte zum Beispiel, dass ein spritzgegossenes Modell für einen mechanischen Nocken 6050 US-Dollar kostete, während die Kosten für ein entsprechendes 3D-gedrucktes Modell weniger als 25 US-Dollar betrugen.

3D Systems hat für die Herstellung von Wachsmodellen nun den Multi-Jet-Printer Pro Jet MJP 2500 IC vorgestellt. Bei der Multi-Jet-Drucktechnologie wird ein Photopolymer erhitzt, durch einen Druckkopf schichtweise aufgetragen und anschließend mit UV-Licht ausgehärtet. So entstehen glatte Oberflächen, präzise Kanten und feine Details mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit bei engen Toleranzen.

Der neue Multi-Jet-Printer deckt unterschiedliche Fertigungsanforderungen von der anfänglichen iterativen Designphase bis zur Kleinserienherstellung ab. Die Arbeit in einem digitalen Workflow bietet dabei umfassende Designflexibilität. Weitere Vorteile sind die Herstellbarkeit topologieoptimierter Wachsmodelle die zu einem geringeren Gewicht der Feingussbauteile führen. Die CAD-Dateien werden mithilfe der 3D Sprint-Software für den 3D-Druck vorbereitet und verwaltet. Die Modelle werden in Visi Jet M2 I-Cast, einem 100-%-igen Wachsmaterial, gefertigt, welches die gleichen Schmelz- und Ausbrenneigenschaften wie standardmäßige Gießwachse aufweist und sich nahtlos in vorhandene Abläufe in Gießereien einfügt.

„Mit dem Pro Jet MJP 2500 IC können wir Teile herstellen, die früher mit konventionellen Wachsspritzgussverfahren nicht möglich waren. Aufgrund der hohen Qualität, Oberflächengüte und Präzision haben wir einen Teil unserer Produktion auf dieses Produkt umgestellt. Dank der Komplexität der Teile können wir unseren Kunden außerdem neue Funktionalitäten anbieten“, meint Al Hinchey, Manager 3D-Druck bei Invest Cast, Inc.

Entsprechend der Strategie von 3D Systems, mit optimierten Lösungen für die additive Fertigung zu einem grundlegenden Wandel in der Fertigungstechnik beizutragen, ist der neue Multi-Jet-Printer insbesondere für eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Funktionalität bei der Produktion von Feingussmodellen konzipiert.

Nach Angaben von Mueller Additive Manufacturing Solutions kann der Markt für Feingusstechnik weltweit auf fast 14 Mrd. US-Dollar beziffert werden, wozu auch Teile für Luftfahrttechnik und Automobilbau gehören. Der neue Multi-Jet-Printer macht nicht nur spritzgegossene Werkzeuge überflüssig, sondern kann potenziell auch eine Verbesserung der Funktionalität der gegossenen Teile bei gleichzeitiger Senkung des Bauteilgewichts ermöglichen.

„Mit dieser Lösung können Auftragsgießereien potenziell einen höheren Preis erzielen, weil Teile nicht mehr innerhalb von Wochen, sondern innerhalb von Tagen verfügbar sind. Der Pro Jet MJP 2500 IC ist deshalb eine echte Revolution in allen Branchen, in denen der Feinguss eingesetzt wird.“, sagt Mike Stanicek, Vice President, Produktmanagement Kunststoffe bei 3D Systems. (qui)

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