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3D Druck in der Funktionsprüfung von Spritzgussteilen

Seuffer setzt bei der Funktionsprüfung von Spritzgussprototypen auf den PolyJet 3D Druck

Schneller und kostengünstiger als je zuvor

Bei der Funktionsprüfung von Spritzgussteilen entschied sich die Robert Seuffer GmbH & Co. KG zur Fertigung der Gussformen in Zukunft auf den PolyJet 3D Druck zu setzen. Diese Entscheidung bietet dem Hersteller von elektronischen Komponenten eine enorme Zeit- und Kostenersparnis.

Die Situation

Robert Seuffer GmbH & Co. KG, ansässig im Süden von Deutschland, ist ein Hersteller von elektronischen Komponenten für die Hausgeräte-, Nutzfahrzeug- und Automobilindustrie. Die Produktion umfasst unter anderem interaktive Ventilatoren, Sensoren und Schalter. Da viele Seuffer-Produkte kundenorientierte interaktive Elemente umfassen, müssen sie so gestaltet sein, dass sie einer längeren Nutzung standhalten und gleichzeitig ein Schutzgehäuse besitzen, das die internen elektronischen Bauteile vor hohen Temperaturen, Stößen, Vibrationen und korrosiven Flüssigkeiten schützt.

Die Funktionsprüfung von neuen Bauteilen ist deshalb entscheidend zur Beurteilung ihrer Eignung, längere Zeit richtig zu funktionieren. Dafür fertigte Seuffer in der Vergangenheit Spritzgussprototypen aus den endgültigen Produktionsmaterialien in Metallformen. Erst mit diesen Prototypen konnten die Ingenieure die notwendigen Tests durchführen.

„Die Möglichkeit, Teile aus dem endgültigen Material einem Funktionstest zu unterziehen, gestattet es uns, das Design vor der Massenproduktion effizient und kostengünstig zu verändern.“

Wilfried Zachmann, Leiter des Bereichs Forschung und Entwicklung bei Seuffer

Diese Vorgehensweise brachte jedoch erhebliche Verzögerungen bei der Markteinführung von neuen Teilen mit sich, da die Erstellung einer Metallspritzgussform in der Regel 8 Wochen dauerte und Kosten von etwa 50.000$ verursachte. Waren dann noch Änderungen erforderlich, fielen erneute Kosten an und es ging zusätzliche Zeit verloren. Es überrascht also nicht, dass das Management von Seuffer sich auf die Suche nach Möglichkeiten begab, diesen Prozess zu beschleunigen und dessen Kosten in den Griff zu bekommen. Sie entschieden sich, für die Fertigung der Gussformen und die Funktionsprüfung künftig den PolyJet 3D Druck zu nutzen.

Die Lösung

Um diesen Ansatz zu testen, wählte Seuffer ein geometrisch komplexes Teil aus, dessen Design geschlossene Flächen, dünne Wände und hohe Kernstifte umfasste. Das würde normalerweise mehrere Einsätze und viele Stunden der Einpassung in eine normale Metallformbasis erfordern. Mithilfe des PolyJet 3D Druck wurde in weniger als zwei Tagen der Prototyp zur Funktionsprüfung einer Form erstellt, dessen Teile-Einpassung und -Zusammensetzung in nur drei Stunden erledigt werden konnte. Darüber hinaus lagen die Produktionskosten bei weniger als 1.400$, was im Vergleich zu herkömmlichen Metallformen eine Einsparung von 96% bzw. 98% bedeutet.

Mit 3D Druck PolyJet Form hergestelltes Teil, bereit für den Funktionsprüfung.Kernformeinsatz, an der der Formbasis montiert.

Die Ergebnisse

Mit PolyJet-Formen kann Seuffer jetzt:

  • nach jeder Konstruktionsänderungsrunde schnell und kostengünstig neue Formen erzeugen.
  • die Nacharbeit an der endgültigen Produktionsform reduzieren oder ganz einsparen.
  • Prototypen aus dem endgültigen Produktionsmaterial mit komplexen Geometrien, dünnen Wänden und aufwändigen Details erstellen.
  • wirklichkeitsgetreue Leistungsdaten viel früher im Prozess sammeln als zuvor.

„In der Vergangenheit konnten wir keine Leistungstests durchführen, bevor wir ein Stahl- oder Aluminiumwerkzeug gebaut hatten, mit dem wir auf den vorhandenen Produktionsmaschinen die spritzgegossenen Prototypen fertigten. Jetzt haben wir die Möglichkeit, Funktionstests durchzuführen und die Entwürfe schneller und zu deutlich niedrigeren Kosten zu verändern.“

Wilfried Zachmann, Leiter des Bereichs Forschung und Entwicklung bei Seuffer

Das DigitalABSplus, für den Einsatz als Form für das Spritzgießen, können die PolyJet 3D Drucker aus der Connex3- und J-Serie von Stratasys verarbeiten.

Weitere Informationen zu den PolyJet Drucksystemen des Herstellers Stratasys finden Sie unter: https://3ddrucker.de/stratasys-polyjet-3d-drucker/