Die diesjährige GIFA stand für voxeljet ganz im Zeichen der Anorganik. So präsentierte das bayrische Unternehmen zusammen mit ihrem Partner Loramendi neben dem Gemeinschaftsprojekt ICP (Industrialization of Core Printing) für BMW, auch eine neue, zum Patent angemeldete, kaltaushärtende anorganische Prozesstechnologie (Kalt-IOB) vor. Beim ICP-Projekt handelt es sich um eine vollautomatisierte Fertigungsanlage, die in der BMW Leichtmetallgiesserei in Landshut im Einsatz ist. Innerhalb dieser Fertigungszelle werden Gusskerne mit anorganischen Bindemitteln gedruckt und anschließend mit einer Mikrowelle ausgehärtet. Entsprechend handelt es sich dabei um eine warme Prozesstechnologie.

Die neue Kalt-IOB Technologie benötigt erstmals keine Mikrowelle und zeichnet sich so durch geringere Investitions- und Betriebskosten aus. Durch den Einsatz von IOB-Technologien eröffnen sich für die Gießereiindustrie zahlreiche Vorteile, z.B. entsteht beim Abguss lediglich Wasserdampf anstelle schädlicher Gase. Dadurch werden nicht nur die Emissionen reduziert, sondern auch die Arbeitsbedingungen in Gießereien verbessert.

„Die Einführung der Kalt-IOB Technologie ist ein wichtiger Schritt zur weiteren Verbreitung gedruckter Kerne und Formen mit anorganischen Bindern in der Gießereiindustrie“, sagt Dr. Ingo Ederer, CEO bei voxeljet. „Unser Ziel ist es, innovative Lösungen bereitzustellen, die nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch helfen, die Nachhaltigkeit des Metallgusses zu fördern.“

Die Merkmale der Kalt-IOB Prozesstechnik und damit hergestellter Formen und Kerne umfassen eine hohe Maßhaltigkeit, eine sehr gute Detailauflösung und Kantenschärfe sowie die Möglichkeit des 3D-Drucks großer Formen und Kerne. Im Gegensatz zu warmen IOB-Prozessen, bei denen gedruckte Kerne mit einer Mikrowelle ausgehärtet und getrocknet werden müssen, benötigt die Kalt-IOB Technologie von voxeljet nach dem Druck lediglich eine Trocknung, die außerhalb der Maschine stattfindet. So entfallen bei Kunden hohe Investions- und Betriebskosten für industrielle Mikrowellen. Das Verfahren ist grundsätzlich auf allen voxeljet Plattformen einsetzbar. Derzeit wird es auf den VX1000 und VX1000S Druckern getestet und angeboten, eine Ausweitung des Angebotes auf die VX2000 ist in Kürze angedacht.

Die Anwendung von anorganischem Bindemittel in der Gießereiindustrie, insbesondere in der Automobilbranche, gewinnt zunehmend an Beliebtheit. Angesichts der steigenden Umweltauflagen wird erwartet, dass die Nachfrage nach anorganisch gebundenen Formen und Kernen kontinuierlich steigt. voxeljet ist bestrebt, seine führende Rolle im Bereich umweltverträglicher 3D-Druckprozesse auszubauen und durch diese strategische Ausrichtung einen signifikanten Beitrag zum Umsatzwachstum der voxeljet Gruppe zu leisten.

Die Kalt-IOB Technologie ist insbesondere für den Prototypenbau und mittlere Seriengrößen geeignet und ist ab sofort kommerziell verfügbar. Interessierte Kunden haben bereits jetzt die Möglichkeit, Benchmarks zu bestellen.

Eine gemeinsame Vision geht nach Jahren der Forschung und Optimierung live: voxeljet und Loramendi präsentieren auf der diesjährigen Giesserei-Fachmesse GIFA ihr Leuchtturmprojekt für das BMW Group Werk Landshut. Im Rahmen ihres Kooperationsprojektes ICP (Industrialization of Core Printing) haben sie ein Verfahren samt vollautomatischer und integrierter Fertigungslinie zur anorganischen Großserienproduktion von Sandkernen mittels 3D-Druck entwickelt.

Durch den 3D-Druck zur Herstellung von Wassermantelkernen kann die Konstruktion des Zylinderkopfes für den BMW B48-Motor deutlich verbessert werden. Der anorganische Prozess schont die Umwelt und verbessert so auch die Arbeitsbedingung, da beim Abguss lediglich Wasserdampf entsteht. Gleichzeitig können die Effizienz und der Verbrauch des Motors durch das komplexe und Design der Kerne optimiert werden. Keine andere Technologie ermöglicht es, ein derart komplexes Element so (kosten-)effizient in Serie zu produzieren. Statt komplexer Einzelteile kann der Automobil-Hersteller den Kern nun vollständig im 3D-Druck herstellen. Die ICP-Fertigungslinie automatisiert und optimiert den einst manuellen und mühsamen Prozess komplett. Fünf voxeljet VX1300-X 3D-Drucker produzieren im Binder-Jetting-Verfahren nun wöchentlich vollautomatisch tausende Kerne. Diese werden anschließend in eigens von Loramendi entwickelten Entpackstationen, Mikrowellen und Reinigungszellen, entpackt sowie gehärtet und gesäubert und für den Abguss vorbereitet.

„In unserer Vision ist die vollautomatische Fertigungslinie der Standard, den wir erreichen wollen: Vier Jahre haben wir gemeinsam kreativ, mutig, innovativ und nachhaltig zusammengearbeitet. Das ICP-Projekt ist ein Meilenstein für uns und für die Automobilindustrie“, hebt Dr. Ingo Ederer, voxeljet-Gründer und CEO, hervor.

Der VX1300-X 3D-Drucker ist ein auf die additive Massenfertigung ausgelegter 3D-Drucker. Eine höchst leistungsfähige Prozesseinheit ermöglicht bidirektionales Beschichten und gleichzeitiges Bedrucken des Baufeldes. Damit erreicht der VX1300-X beispiellos kurze Schichtzeiten und hohe Output-Volumina. Auch im Mehrschichtbetrieb und Dauereinsatz, das macht ihn ideal für die Serienproduktion. Mit einer vollautomatisierten Nachbearbeitungszelle werden die komplexen Sandkerne für den Metallguss vorbereitet und in den bestehenden Gussprozess integriert. Der werkzeuglose Aufbau der Sandkerne ermöglicht Variantenwechsel in konkurrenzloser Geschwindigkeit. Ganz ohne aufwändigen Werkzeugwechsel und Ruhezeiten der Produktion.

voxeljet präsentiert auf der GIFA weitere Innovationen wie einen völlig neuartigen Bootspropeller. Für Sharrow Marine LLC in Detroit fertigt das Unternehmen aus Friedberg PMMA 3D-Druck-Modelle für den preisgekrönten Bootspropeller Sharrow MX-1. Dieser ist effizienter, schneller und vor allem deutlich leiser als andere Propeller. 3D-gedruckte PMMA-Modelle von voxeljet in Kombination mit metallischem Feinguss ermöglichen ein Design, das konventionelle Fertigungstechnologien an ihre Grenzen bringt und nur dank additiver Fertigung möglich ist.