Freeformer

Der Freeformer i​st eine Maschine z​ur industriellen Herstellung v​on Kunststoff-Bauteilen a​uf Basis v​on CAD-Daten. Die zugrundeliegende Technologie w​eist Gemeinsamkeiten m​it dem Spritzgießen a​uf und i​st dem Additive Manufacturing bzw. 3D-Drucken zuzuordnen.

Freeformer im Einsatz
Verfahren Arburg-Kunststoff-Freiformen (AKF)

Verfahren

Im Freeformer w​ird zunächst w​ie beim Spritzgießen Standard-Kunststoffgranulat i​n einem Plastifizierzylinder aufgeschmolzen. Im Unterschied z​um Spritzgießen kommen jedoch k​eine Formen u​nd Werkzeuge (Werkzeugmaschine) m​ehr zum Einsatz. Stattdessen erzeugt e​in Düsenverschluss m​it Piezotechnik, d​er bis z​u hundert Mal p​ro Sekunde öffnet u​nd schließt, winzige Kunststoff-Tröpfchen (vgl. Fused Deposition Modeling (FDM), b​ei dem Kunststoffstränge erhitzt u​nd extrudiert werden). Aus d​en Tröpfchen b​aut der Freeformer d​ie Bauteile Schicht für Schicht auf.

Das eigentliche „Freiformen“ v​on Teilen ermöglicht e​in in fünf Achsen beweglicher Bauteilträger. So können m​it dem Freeformer komplexe Geometrien u​nd Hinterschneidungen erzeugt werden, o​hne wie b​ei manchen anderen 3D-Druck-Technologien – z. B. b​ei der Stereolithographie – für überhängende Bereiche Stützkörper z​u benötigen. Wird d​ie Maschine m​it einer zweiten Austragseinheit ausgerüstet, s​ind auch Zwei-Komponenten-Teile, z. B. Hart-Weich-Verbindungen o​der verschiedene Farben, herstellbar.[1]

Entwicklung

Der Freeformer wurde erstmals 2013 auf der Internationalen Kunststoff-Fachmesse K in Düsseldorf[2], kurz darauf auf der Messe Euromold in Frankfurt[3] vom deutschen Unternehmen Arburg vorgestellt. Das Unternehmen selbst bezeichnet das patentierte Verfahren[4] auch als Arburg-Kunststoff-Freiformen (AKF)[5]. Mit der Entwicklung hatte Arburg nach eigenen Angaben bereits 2004 begonnen. 2007 folgte die Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München hinsichtlich der Tropfenerzeugung.[6] Ab 2010 wurden Prototypen gebaut und getestet. Das deutsche Unternehmen Festo ist Anwendungspartner.[7] Zahlreiche Veröffentlichungen in internationalen Fachmedien und in der überregionalen deutschen Presse bewerten den Freeformer bzw. das AKF als neuen Ansatz für die Technologie des 3D-Druckens.[8] Im Juli 2014 wurde das Unternehmen für die Maschine mit dem Red Dot Design Award ausgezeichnet.[9] Auf der "formnext", einer internationalen Fachmesse für additive Fertigungstechnologien/3D-Druck sowie Werkzeug- und Formenbau, stellte das Unternehmen im November 2018 eine größere Version des Freeformers vor. Dieser kann im AKF-Verfahren drei Komponenten verarbeiten und ermöglicht die industrielle additive Fertigung komplexer Funktionsbauteile in belastbarer Hart-Weich-Verbindung mit Stützstruktur.[10]

Einzelnachweise
  1. nach "Kunststoffe 2014, PDF
  2. "Arburg: Publikumsmagnet Freeformer", in: K-Aktuell, 7. November 2013
  3. "Arburg eröffnet mit dem Freeformer neue Wege zur additiven Bauteilfertigung", in: Gupta-Verlag Nachrichten, 28. November 2013
  4. Patent US8292610B2: Device for manufacturing a three-dimensional object. Angemeldet am 21. Dezember 2010, veröffentlicht am 23. Oktober 2012, Anmelder: Arburg GmbH + Co. KG, Erfinder: Karl Hehl et al.
  5. siehe: http://www.arburg-spritzgiessmaschine.de/generative-fertigung.htm
  6. siehe: "Chemie resistenter Mikrotropfenerzeuger", in: Technische Universität München, 3D Printing, Rapid Technologies Archivierte Kopie (Memento vom 2. April 2015 im Internet Archive)
  7. "Kunststoffteile-Produktion – Festo erhält Arburg-Energieeffizienz-Award 2014", in: Nachhaltige Produktion, 20. März 2014
  8. z. B. Sam Anson "Nobody saw that coming", in: Medicalplasticnews, 17. Oktober 2013 ; "Kunststofftröpfchen generieren Teile: Technologie profitiert von Spritzgieß-Know-how – Arburg produziert jetzt auch 3D-Drucker", in: Industrieanzeiger, 23. Oktober 2013 Archivierte Kopie (Memento des Originals vom 2. April 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.industrieanzeiger.de; "Dr. Eric Klemp über die Zukunft von additiven Fertigungsverfahren", in: 3druck.com, 7. Januar 2014 ; James Snodgrass, "Project makes prototypes with 3D printed moulds", in: European Plastic News, 8. April 2014 ; "Deutschland wird 3D-Druck-Land", in: Wirtschaftswoche, 5. Dezember 2013
  9. "Arburg: Freeformer gewinnt Red Dot Award", in: K-Zeitung online, 14. Juli 2014
  10. Simone Käfer: Freeformer für größere Bauteile und mit Möglichkeiten zur Automatisierung. In: MaschinenMarkt. 1. Oktober 2018, abgerufen am 14. Mai 2019.
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