Cms kreator: Making Additive Real

Additive Fertigung und Großformatfräsen von Cms!

Das Bearbeitungszentrum CMS kreator aus dem Hause CMS ist mit einem Extruder gekoppelt, um gemeinsam mit dem Standard-Fräsen mit 5 Achsen eine Screw Extrusion Additive Manufacturing bereitzustellen. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut entwickelt.

STARKE VORTEILE

• Einzigartige Lösung, entwickelt für die vollständige Integration in eine Werkzeugmaschine und einen großformatigen 3D-Drucker.
• Geringere Rohstoffkosten im Vergleich zu derzeitigen Fertigungstechnologien: Faktor über 5.
• Materialeinsatz um bis zu 5 Mal geringer im Vergleich zur Konkurrenz beim Druck des gleichen Werkstücks.
• Geringere Anzahl an Unterkomponenten, kürzere Produktionszeiten und niedrigere Kosten als bei großformatiger Schmelzschichtung.

FUNKTIONSWEISE

Hier kommt die Technologie Screw Extrusion Additive Manufacturing (SEAM) zur Anwendung. Als Material wird thermoplastisches Polymer-Granulat eingesetzt. Das Polymer verfügt zumeist über eine Verstärkung (diskontinuierliche Kohlenstoff- oder Glasfasern) im Inneren der Granulatkörner.

Die Extrusion erfolgt durch einen Einschneckenextruder, der das Granulat schmilzt. Der Extruder wird über die Achsen der Werkzeugmaschine bewegt und das aus dem Extruder austretende, geschmolzene Polymer wird in Schichten aufgetragen, die plastifizieren und ein einziges Werkstück bilden.

GÄNGIGE UND KOSTENGÜNSTIGE MATERIALIEN FÜR DEN 3D-DRUCK

Es werden handelsübliche thermoplastische Granulate verwendet, die beim Einspritzformverfahren eingesetzt werden. Im Rahmen des Projekts haben wir mit Polyamid (Nylon) begonnen, das mit Kohlefaser (PA6/CF40, PA6/CF30, PA6/CF15) verstärkt wurde. Die Abteilung Forschung und Entwicklung hat den Extruder mit PP, PESU, PEI, PET, ABS und anderen, mit Kohlefasern oder Glas verstärkten Werkstoffen getestet.

Bei uns steht jedoch stets die Anwendung im Vordergrund: Wenn ein Material für eine bestimmte Anwendung gut funktioniert, warum sollte man dann ein anderes nehmen?

EXTRUSION FÜR HOCHWERTIGEN 3D-DRUCK

Der Extruder und das Extrusionsverfahren wurden mit dem Ziel entwickelt, qualitativ hochwertiges 3D-Druckmaterial bereitzustellen. Dabei wurde auf das klassische Extrusionsverfahren gesetzt: Reibungsschmelzen und Widerstände, die lediglich als thermische Unterstützung dienen.

Hochwertiger 3D-Druck bedeutet „Vollvakuum“. Bereits in den ersten Phasen des Projekts wurden die Dichtigkeit und die Luftfreiheit des Druckmaterials getestet. Vorrichtungen, die dazu beitragen, dass die Schichten aufeinander haften (bspw. Walzen), sind nicht erforderlich.

Der Cms kreator kann für die Herstellung von Verbundwerkstoff-Werkzeugen (Unterkomponenten für die Bearbeitung, Schablonen für die Laminierung) und anderen Werkstückarten verwendet werden, um Epoxid-Ureol oder ähnliches oder Teile zu ersetzen, die mit großformatigen FDM-Druckern gedruckt wurden.