Ceratizit beschleunigt Prototypenbau mit additiver Fertigung

Für gute Ideen hat Lothar Schmid ein feines Gespür. Als Innovation Manager bei der Ceratizit Austria im österreichischen Reutte braucht er das. Schließlich soll er Neuentwicklungen voranbringen. Schmid muss also wissen, wie der Markt tickt, gleichzeitig vielversprechende Ansätze aus der Fertigung erkennen und beides zusammenbringen. Der 3D-Druck passte daher ideal zu seinen Aufgaben.

Die Idee dafür kam vom Geschäftsführer selbst. „Er wollte die additive Fertigung bei uns im Haus haben, um Dinge probieren zu können“, erinnert sich Schmid. Als Ceratizit die erste Anlage kaufte, gab es also noch keine konkrete Anwendung dafür. „Am Anfang stand die Faszination für die Technologie“, sagt Schmid. Doch die ersten Einsatzmöglichkeiten ließen nicht lange auf sich warten. Das österreichische Werk ist Teil der internationalen Ceratizit-Gruppe, einem Hersteller für Hartstofflösungen, genauer gesagt von Schneidstoffen und Werkzeugen für die Zerspanung und Lösungen für den Verschleißschutz. In Reutte produziert das Unternehmen neben Formrohlingen und Strangpressprodukten aus Vollhartmetall auch Wendeschneidplatten, die auf Trägerwerkzeuge aus Stahl aufgeschraubt werden, um damit Metalle und andere Werkstoffe zu zerspanen.

Bisher gab es allerdings einen Flaschenhals: „Die Trägerwerkzeuge für die Wendeschneidplatten fertigen wir bisher in Bulgarien. Diese Prototypen benötigen wir in vielen Varianten“, erläutert Schmid. Die konventionelle Fertigung dauert vom Auftrag bis zum fertigen Teil in der Regel mehrere Wochen.

Prototypenbau geht schneller mit 3D-Druck

Doch mit dem 3D-Druck stand dem Ceratizit-Team auf einmal ein vielversprechendes Werkzeug zur Verfügung, mit dem Potenzial, diesen Prozess radikal zu beschleunigen. „Wir haben beschlossen zu testen, wie wir Laser Metal Fusion (LMF) einsetzen können, um schneller einen fertigen Prototyp auf dem Tisch zu haben“, erinnert sich Schmid.

Ceratizit setzte also auf Geschwindigkeit und legte los. Dabei nutzte das Team die Flexibilität des 3D-Drucks. „Bei der konventionellen Fertigung, verursacht zum Beispiel jede kleine Winkeländerung einen neuen Iterationsschritt. Das heißt: wir machen einen Prototyp, testen ihn und merken im Zweifel, dass wir die Winkel noch etwas verändern müssen. Im schlechtesten Fall starten wir nochmals einen Lauf, verlieren so weitere zwei Monate und haben erst in einem halben Jahr ein Ergebnis auf dem Tisch liegen. Den Kunden interessiert das dann schon lange nicht mehr, da er andere Lösungen gefunden hat“, gibt Schmid zu bedenken.

Anders beim 3D-Druck: „Je nach Größe passen gleich mehrere Bauteile auf die Plattform. Wir können diese mit unterschiedlichen Features parallel aufbauen. Das verschafft uns völlig neue Gestaltungsmöglichkeit. Außerdem können wir Dinge auch einfach mal ausprobieren, ohne viel Material und Zeit zu verschwenden.“

In diesem Ausprobieren sieht Schmid die große Chance des 3D-Drucks. Dies setzt aber ein völlig neues Denken bei der Konstruktion voraus. „Das war eine der größten Herausforderungen an unsere Konstrukteure, dass sie wegkommen von der konventionellen Denkweise und nun viel freier gestalten dürfen“, sagt Schmid. „Wir haben zum Glück Mitarbeiter, die sich da richtig reinfuchsen.“ Ein guter Dialog zwischen Konstruktion und Maschinenbediener sei dabei das A und O. Durch Ausprobieren habe Ceratizit viel dazu gelernt.

3D-Druck macht Kombinieren verschiedener Materialien einfacher

Das gilt auch für neue Materialzusammensetzungen. Hier setzt Ceratizit derzeit noch auf bewährte Kombinationen und arbeitet im 3D-Druck mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie in der konventionellen Fertigung. „Die Werkstoffe zu verändern, ist aber ganz klar ein Ziel. Gerade in der Zerspanung können andere Werkstoffe wie Aluminium oder Titan für den Leichtbau sehr interessant sein. Festigkeitstechnisch wird es spannend, andere Stahlwerkstoffe einzusetzen“, betont Schmid.

Ceratizit fertigt auf einer TruPrint 3000 und hat den 3D-Druck-Bereich mittlerweile um eine kleinere TruPrint 1000 erweitert. Auf der Mittelformatmaschine TruPrint 3000 kann Ceratizit im großen Bauraum mit einem Durchmesser von 300 x 400 Millimeter bis zu fünf Bauteile gleichzeitig aufbauen und so unterschiedliche Varianten schnell und flexibel fertigen. Nach und nach sollen die Stückzahlen wachsen. Dass sich die Bau- und Vorratszylinder schnell wechseln lassen, spart dabei zusätzlich Rüstzeiten. Auf der TruPrint 1000 will das Unternehmen künftig noch flexibler unterschiedliche Werkstoffkombinationen testen.

Quelle: Trumpf GmbH + Co. KG