Friedberg, Bayern – Um die additive Fertigung von Kunststoffbauteilen für die Serienfertigung zu qualifizieren, sind der 3D-Druckexperte voxeljet und Creavis, die strategische Innovationseinheit des Spezialchemieunternehmens Evonik, eine Forschungskooperation eingegangen. Das Spezialchemieunternehmen Evonik kooperiert mit voxeljet zur gemeinsamen Entwicklung von Materialsystemen für die additive Serienfertigung.

Evonik und voxeljet verbindet schon eine langjährige Kooperation insbesondere in der Entwicklung von Polymerpulvern für den Binder-Jetting Prozess von voxeljet. Um das Portfolio von Pulver- und Bindematerialien für den Kunststoffbereich zu erweitern, haben sich die zwei Unternehmen dazu entschlossen, die Zusammenarbeit weiter zu intensivieren.

Beim Binder-Jetting Verfahren von voxeljet wird ein spezifisches Pulvermaterial schichtweise mit einem komplementären Binder nach CAD Datensatz verbunden. Die aktuellen Materialsysteme von voxeljet umfassen insbesondere verschiedene Sande für die werkzeuglose Herstellung von Sandformen und -kernen für den Metallguss. Zusätzlich bietet voxeljet auch die additive Fertigung von Kunststoffmodellen für den Feinguss an.

Hier bietet das Pulvermaterial PMMA (Polymethylmethacrylat) ideale chemische Eigenschaften und ermöglicht den Einsatz von 3D-gedruckten Modelle im herkömmlichen Wachsausschmelz-Verfahren für den Feinguss. Die großen Vorteile der Binder-Jetting Technologie liegen in dem Einsatz von großformatigen, industriellen Inkjet-Druckköpfen, der Arbeitsfähigkeit bei Raumtemperatur und der Skalierbarkeit. Diese Eigenschaften machen die Technologie zu einer der schnellsten und produktivsten am 3D-Druck-Markt.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt werden nun die langjährige Erfahrung von Evonik im Bereich der Polymerpulver für additive Fertigungstechnologien mit dem reichen Know-How von voxeljet für den Maschinenbau von robusten, industriellen 3D-Drucksystemen gepaart. Ziel dieser Kooperation ist die Entwicklung von Pulver-Binder-Systemen für die additive Herstellung stabiler Endbauteile mittels Polymerpulvern.

„Mit Evonik haben wir einen hervorragenden Kooperationspartner gefunden, der uns maßgeschneiderte Materialsysteme für unsere effiziente Druck-Technologie zur Verfügung stellt. Diese Forschungskooperationen sollen unsere Bestrebungen, den Einstieg in die sichere und robuste additive Fertigung von stabilen Polymer-Endbauteilen im Bereich der Serienfertigung, ermöglichen“, so Dr. Ingo Ederer, CEO voxeljet.

„voxeljet ist einer der führenden Hersteller großformatiger Hochgeschwindigkeitsdrucker für den Formenbau“, sagt Prof. Dr. Stefan Buchholz, Geschäftsführer der Evonik Creavis GmbH. Und ergänzt: “Wir haben es uns zum Ziel gesetzt, zusammen mit voxeljet neue Pulver-Binder-Systeme zu entwickeln, die erstmalig die Herstellung von industriell einsetzbaren Polymerbauteilen mit diesem Verfahren ermöglichen.“

Vom 19. bis 22. November 2019 wird Evonik auf der Fachmesse „formnext“ in Frankfurt a.M. in Halle 12.1, Stand C71 Einblicke in die Forschungsarbeiten zu den Binder Jetting Entwicklungen für die additiven Fertigung geben.

Evonik ist eines der weltweit führenden Unternehmen der Spezialchemie. Der Fokus auf attraktive Geschäfte der Spezialchemie, kundennahe Innovationskraft und eine vertrauensvolle und ergebnisorientierte Unternehmenskultur stehen im Mittelpunkt der Unternehmensstrategie. Sie sind die Hebel für profitables Wachstum und eine nachhaltige Steigerung des Unternehmenswerts. Evonik ist in über 100 Ländern der Welt aktiv und profitiert besonders von seiner Kundennähe und seinen führenden Marktpositionen. Im Geschäftsjahr 2018 erwirtschaftete das Unternehmen in den fortgeführten Aktivitäten mit mehr als 32.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 13,3 Mrd. € und einen Gewinn (bereinigtes EBITDA) von 2,15 Mrd. €.

Creavis ist die strategische Innovationseinheit von Evonik. Sie konzentriert sich auf mittel- und langfristige Innovationsprojekte, die die Wachstums- und Nachhaltigkeitsstrategie von Evonik unterstützen und neue Geschäftsoptionen eröffnen. Die Creavis forscht an transformativen Innovationen, wobei ökonomische, ökologische und soziale Aspekte im Portfoliomanagement berücksichtigt werden. Darüber hinaus entwickelt die Creavis Kompetenzplattformen und stellt diese für Evonik bereit. Die Creavis ist damit der kreative Impulsgeber für Innovationen von Evonik. www.creavis.com

Drei führende Unternehmen aus den Bereichen Kernherstellung, 3D-Druck und Werkstoffwissenschaften haben sich zusammengeschlossen, um die additive Fertigung in der Serienproduktion zu etablieren.

Friedberg, Juni 2019 – Loramendi, voxeljet und ASK Chemicals sind einen großen Schritt zur Neudefinition der Produktionslandschaft gegangen und haben die weltweit erste, vollautomatische 3D-Druck Produktionslösung entwickelt. Die Technologie namens Industrialization of Core Printing (ICP) ermöglicht die automatisierte Herstellung von hochkomplexen Sandkernen für Gießereien. Durch die geometrische Freiheit der additiven Fertigung überwindet ICP die konstruktiven Einschränkungen des konventionellen Werkzeugbaus und ist in der Lage, die konventionelle Kernfertigung in der Serienproduktion nachhaltig zu ergänzen.

Die Unternehmensgruppe Loramendi & Aurrenak verfügt über einen weitreichenden Hintergrund in der Entwicklung von Komplettlösungen und Projekten für Kernherstellungs-, Form- und Gießereidienstleistungen. Mit diesem breiten Fachwissen entwickelte Loramendi eine vollautomatische, additve Kernproduktionslinie die mit einem anorganischen Bindersystem arbeitet. Die ICP-Technologie wurde entwickelt, um der Industrie einen höheren Grad an Produktionsflexibilität zu bieten und die Einsatzmöglichkeiten der Industrie 4.0 für Gießereien zu erweitern. Das Know-how und die Erfahrung von Loramendi als Generalunternehmer waren ein wichtiger Erfolgsfaktor, um diese bahnbrechende Innovation durch die Integration von Prozessentwicklung und Anlagenindustrialisierung umzusetzen.

„Seit mehr als 45 Jahren entwickelt Loramendi Anlagen für die Gießereiindustrie und erfreut sich heute eines weltweiten Prestiges. Wir sind als Hersteller von robusten, zuverlässigen Maschinen und Lösungen bekannt, die speziell für die spezifischen Herausforderungen der Gießereiindustrie entwickelt wurden“, sagte Joseba Goitia, General Manager von Loramendi. „Wir freuen uns sehr über diesen neuen Weg, der die Landschaft der Gießereiindustrie vollständig verändern und neue Standards für die Kernherstellung setzen wird.“

Die neue Lösung bündelt die jahrzehntelange Forschung und Expertise von voxeljet in den Bereichen Feinmechanik, Mikrofluidik und Materialwissenschaften und beinhaltet einen neuen 3D-Drucker, der mehr als zehnmal so schnell wie bisherige Modelle ist.

Dr. Ingo Ederer, Vorstandsvorsitzender von voxeljet, kommentierte: „Wir haben vor 20 Jahren als Spin-off der Technischen Universität München mit einer klaren Vision angefangen: die durch ständige Erweiterung unserer technologischen Grenzen konventionelle Fertigung zu ergänzen. Heute kann ich sagen, dass wir zusammen mit unseren Partnern weltweit die ersten sein werden, die den vollautomatischen 3D-Druck in der automobilen Serienproduktion einsetzen. Die 3D-Druckindustrie befindet sich an einem Wendepunkt und ICP ist ein wichtiger Meilenstein in unserer Mission, die additive Massenfertigung neu zu definieren.“

ASK Chemicals, ein führender Anbieter von innovativen Gießereimaterialien, hat die neuen anorganischen Bindermaterialien entwickelt und auf die spezifischen ICP-Anforderungen maßgeschneidert, um die erwarteten Qualitäts- und Produktivitätsziele zu erreichen.

„Der 3D-Sanddruck wird in der Gießereiindustrie seit vielen Jahren zur Herstellung von Prototypen und Kleinserien eingesetzt. Mit der Entwicklung immer schnellerer Drucker bietet die Binder Jetting Technologie jedoch neue Möglichkeiten für Gießereien. Wir freuen uns daher sehr, mit unseren Kooperationspartnern Loramendi und voxeljet einen wichtigen Schritt in Richtung industrieller Kerndruck zu gehen“, sagt Frank Coenen, CEO bei ASK Chemicals. Das anorganische Zweikomponentensystem INOTEC 3D, bestehend aus einer INOTEC 3D-Druckflüssigkeit und einem INOTEC 3D-Promotor, ist für heißhärtende additive Fertigungsprozesse geeignet. Weitere Vorteile bieten der geringe Nachbearbeitungsaufwand der gedruckten Sandkerne, der aufgrund der hohen thermischen Stabilität zu Gussteilen mit hoher Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität führt. INOTEC 3D unterstützt vor allem aktuelle Trends im Bereich Motorenbau der Leichtmetallgussindustrie.

Augsburg – 08. November 2018, die voxeljet AG (NASDAQ: VJET) hat die Markteinführung ihres neuen IOB-Drucksystem VX1000-S zur Serienproduktion von Sandkernen für den Aluminiumguss angekündigt. Bisher konzentrierte sich das Unternehmen im Geschäftsfeld Sanddruck auf den Einsatz organischer Bindersysteme. Das neue anorganische IOB-System VX1000-S verbessert den Durchsatz deutlich und sorgt für eine hohe Umweltverträglichkeit während der gesamten Wertschöpfungskette.

Die neue voxeljet Technologie ermöglicht die additive Serienfertigung von Wassermantelkernen für Leichtmetall-Gussanwendungen. Wassermantelkerne sind für präzises Temperaturmanagement in Verbrennungs- und Elektromotoren, Wechselrichtern und Batteriesystemen essenziell und verbessern die Gesamtleistung von Fahrzeugen nachhaltig.

• Fünffach höhere Leistung im Vergleich zu bisherigen Systemen. Die VX1000-S mit einer Schichtzeit von nur 12 Sekunden.
• Neue anorganische Bindematerialien (IOB) erhöhen die Umweltverträglichkeit während des Druck- und Gießprozesses.
• Bestellungen der VX1000-S können jetzt für eine Lieferung Mitte 2019 aufgegeben werden.
• On-Demand-Produktion von IOB-Bauteilen ab März 2019 möglich.

voxeljet hat eine Lösung für die additive Serienproduktion wichtiger Motorteile, wie bspw. Wassermantelkerne, entwickelt. Ein Wassermantel ist ein mit Flüssigkeit gefülltes Gehäuse im Motorraum. Typischerweise bestehen Wassermäntel aus Leichtmetall um Gewicht einzusparen. Ein- und Auslassöffnungen ermöglichen das Pumpen und die Zirkulation von z.B. Wasser. Der Wasserfluss zu einem externen Heiz- oder Kühlgerät ermöglicht somit eine präzise Temperaturregelung des Motors.

Die neue VX1000-S IOB verwendet ein spezielles Zweikomponenten-Bindemittelsystem, das in der Lage ist, die technischen Anforderungen des 3D-Druck-, Kernherstellungs- und Gießprozesses in Einklang zu bringen: Komponente eins ist das flüssige Bindemittel auf Basis einer modifizierten Mischung von Alkalisilikaten, Komponente zwei ist ein festes Additiv.

Der fortschrittliche Beschichter und die Hochgeschwindigkeits-Druckkopftechnologie reduzieren die Schichtzeit auf 12 Sekunden und produzieren ein Ausbringungsvolumen von ca. 54 l/h. Darüber hinaus stoßen die anorganischen Materialien während des Gießprozesses nur Wasserdampf aus. Dadurch werden die Luftqualität und die Arbeitsbedingungen in Gießereien deutlich verbessert.

Die VX1000-S IOB bietet Automobilherstellern einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Die Binder Jetting Technologie wurde für hochkomplexe Geometrien entwickelt, die insbesondere für das präzise Temperaturmanagement von Verbrennungsmotoren, Elektromotoren, Wechselrichtern und Batteriesystemen von Bedeutung sind.

„Die industriellen Drucksysteme von voxeljet ermöglichen hochwertige Druckauflösungen sowie konstante Schichtzeiten und Ausbringungsvolumen. Unsere neuen 3D-Drucksysteme der S-Linie verwenden breitere Druckköpfe, was unsere indirekten Metallprozesse im Vergleich zu anderen – direkt metallverarbeitenden additiven Herstellungsverfahren – noch produktiver macht. Ich bin überzeugt, dass dies eine State-of-the-Art Produktionstechnologie werden wird“, sagt Dr. Ingo Ederer, CEO von voxeljet.

voxeljet präsentiert das IOB-System VX1000-S an seinem Stand D18 in Halle 3.1 auf der diesjährigen formnext Messe, die Leitmesse für die additive Fertigung in Frankfurt. Für weitere Informationen und eine Live-Demonstration des VX1000-S IOB-Prozesses besuchen Sie uns auf unserer Pressekonferenz am 13. November von 12:15 bis 12:45 Uhr.

Februar 2018 – Die voxeljet AG, ein führender Anbieter von großformatigen 3D-Drucksystemen und On-Demand-Fertigung von 3D-gedruckten Sand- und Kunststoff Teilen für industrielle und gewerbliche Kunden, gab heute bekannt, dass Tooling and Equipment International (TEI) aus Livland, Michigan (USA) einen 3-Jahres-Volumenvertrag  für 3D-gedruckte Sandformen und Kerne mit voxeljet America Inc. in Canton, Michigan unterzeichnet hat.

TEI hat sich in dem Vertrag verpflichtet, über einen Zeitraum von drei Jahren ein Volumen von mehr als 500.000 Litern an 3D-gedrucktem Sand von voxeljet zu beziehen. Im Zuge des Vertrages wird voxeljet zusätzliche Druckkapazitäten vor Ort im TEI-Werk in Livonia installieren und auch das Leistungsvermögen des eigenen Dienstleistungszentrums in Canton (MI) nutzen.

TEI ist der größte Anwender von 3D-gedruckten Sandformen und -kernen in den USA. Neben der hausinternen Niederdruck-Aluminiumgießerei inklusive Wärmebehandlung verfügt TEI darüber hinaus über eine hochmoderne Maschinenhalle mit über 50 CNC-Fräsmaschinen. TEI liefert bearbeitete Prototypen und Kleinserienteile aus Aluminium, Eisen und Stahl an Kunden aus der Automobil-, Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie. Mithilfe der hochproduktiven 3D-Drucksysteme von voxeljet, die auf die industrielle Produktion ausgerichtet sind, kann TEI alle Produktphasen der Fertigung vor Ort anbieten: von der Konstruktion über den 3D-Druck bis hin zum Guss und der nachgelagerten Wärmebehandlung, Bearbeitung und Inspektion.

TEI Präsident Oliver Johnson kommentierte: „Dies ist eine hervorragende Gelegenheit für beide Unternehmen, von den Vorteilen des großformatigen 3D-Sanddrucks für technische Aluminiumgussteile zusätzlich zu profitieren. Durch die Kooperation mit voxeljet bei der Bereitstellung von Formen und Kernen können wir die Lieferzeiten für unsere Kunden deutlich verkürzen und gleichzeitig neue Rekorde in Bezug auf Größe und Gewicht der zu gießenden Bauteile aufstellen.“

David Tait, Managing Director, voxeljet America Inc., kommentierte:  „Die 3D-Druckindustrie befindet sich an einem entscheidenden Wendepunkt. Dies ist ein weiterer Meilenstein in unserer Mission, den 3D-Druck fest in die industrielle Produktion zu integrieren. Wir sind sehr stolz darauf, die Wachstumsstrategie von TEI mit unserer einzigartigen 3D-Drucktechnologie zu unterstützen“.

TEI ist ein weltweit führendes Unternehmen für die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Prototypen, Vorserien- und Serienanlagen für die Gießereiindustrie. TEI-Produkte sind von höchster Qualität und werden von ihrem Ruf für Innovation, hervorragendem Design und präzisen Erstausführungen geprägt. TEI ist ein vertikal integrierter Full-Service-Lieferant, der das komplette Spektrum an Dienstleistungen in den Bereichen Engineering, Werkzeugbau, Guss, Bearbeitung und Inspektion vor Ort anbietet. Dieser Ansatz verschafft TEI und seinen Kunden grundlegende Vorteile im Hinblick auf Timing, Vertraulichkeit und Qualität.

November 2017 – voxeljet hat seine neue High Speed Sintering (HSS) Technologie offiziell eingeführt. Bei HSS handelt es sich um ein physikalisches Inkjet-Verfahren, mit dem sich funktionale Prototypen, sowie Endverbraucherteile werkzeuglos fertigen lassen. Anwendungsbeispiele sind beispielsweise Produktverpackungen oder Innenraumausstattung für Automobile.  Auf der diesjährigen formnext Messe 2017 in Frankfurt konnten Besucher die Technologie erstmals live am Stand der voxeljet AG begutachten.

Der HSS Prozess kombiniert die Vorteile zweier bestehender additiver Verfahren: die des selektiven Lasersinterns und des Binder Jettings. Beim Lasersintern lassen sich bereits heute viele Pulvermaterialien für funktionale Prototypen versintern. Das Binder Jetting besticht mit dessen hohen Druckraten in Bezug auf Baufeldgröße und Geschwindigkeit. Mit dem High Speed Sintering lassen sich somit größere Baufelder und eine breitere Auswahl an Materialien wirtschaftlich verarbeiten.

Beim HSS Verfahren wird eine dünne Schicht aus Kunststoffgranulat, wie beispielweise PA12 oder TPU, auf eine beheizte Bauplattform aufgetragen. Folgend fährt ein Tintenstrahldruckkopf großflächig über die Plattform und benetzt die Bereiche des Baufelds mit Infrarotlicht absorbierender Tinte, an denen der Prototyp entstehen soll. Anschließend wird die Bauplattform mit Infrarot-Licht bestrahlt. Die benetzten Bereiche absorbieren die Hitze wodurch die darunterliegende Pulverschicht versintert. Das unbedruckte Pulver bleibt jedoch lose. Nach dem Sintern senkt sich die Bauplattform um eine Schichtstärke ab. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der Aufbau eines Bauteiles abgeschlossen ist. Anschließend werden die gesinterten Teile im Bauraum kontrolliert abgekühlt, bevor sie entnommen und entpackt werden können.

Im Unterschied zu laserbasierten Verfahren kann das gesamte Baufeld in nur einer Überfahrt bedruckt werden, was eine konstante Schichtzeit, unabhängig von Größe und Komplexität der Teile, ermöglicht. Auch Schutzgasatmosphäre ist für den HSS Druckprozess nicht von Nöten. Der großflächige, industrielle Inkjet-Druckkopf weist bei 3000 individuell ansteuerbaren Düsen eine Auflösung von 360 dpi auf, wodurch kleinste Details bei hoher Kantenschärfe präzise abgebildet werden können. Die Auflösung des Druckkopfes in Kombination mit einer dünnen Schichtstärke ermöglicht dabei die Herstellung feinster Strukturen mit Wandstärken von bis zu 0,15 mm. Da der HSS-Druckprozess neben der Tinte keine weiteren Fluide benötigt, können auch die Materialkosten auf ein Minimum reduziert werden. Die hochwertige Qualität der Bauteile wird außerdem durch hohe Genauigkeit und eindrucksvolle Kantenschärfe unterstrichen.

Die VX200 HSS von voxeljet bietet noch nie dagewesene Open-Sourcing-Möglichkeiten. Mit der neuen Steuerungssoftware ProPrint können Anwender in wenigen Schritten kundenspezifische Makros programmieren und einfügen, um die Maschine an die gewünschten Materialparameter und Prozessabläufe anzupassen. Zudem lässt sich mit der Software individuelles Prozess-Data-Mining betreiben, wodurch unterschiedlichste Prozessdaten bei Bedarf aufgezeichnet und ausgewertet werden können. Darüber hinaus kann der Anwender unterschiedliche Pulvermaterialien verarbeiten, da das Pulvermaterial nicht zwingend von voxeljet bezogen werden muss. Bezüglich Schichtstärke kann aktuell je nach Materialauswahl zwischen 80 – 100 µm variiert werden.

Einer der ersten Nutzer der HSS Technologie auf der anwendungstechnischen Seite ist das Spezialchemieunternehmen Evonik Ressource Efficiency GmbH. Dr. Sylvia Monsheimer, die das Marktsegment neue 3D-Druck Technologien leitet, arbeitet bereits seit geraumer Zeit mit der HSS Technologie: „Wir wollen verschiedene Materialien mit unserer VX200 HSS verarbeiten: von PA 12 und PA 613 bis hin zu PEBA. Wir sind im Material-Portfolio allerdings nicht begrenzt. Die HSS Technologie von voxeljet lässt es zu, das Zusammenspiel zwischen Material und Maschine zu optimieren und somit das bestmögliche Material anbieten zu können“ so Dr. Monsheimer. „Die Bereitstellung einer offenen Maschine mit einer so hohen Flexibilität an Materialmöglichkeiten und einem schnell anpassbaren Verfahren wie dem Binder Jetting ist definitiv ein Alleinstellungsmerkmal.“

Bezüglich Materialien lassen sich unterschiedliche Pulver verdrucken, sofern eine ausreichende Fließfähigkeit gewährleistet ist. Diese ist abhängig von der durchschnittlichen Korngröße (30 – 70 µm durchschnittliche Korngröße), Feinpulvergehalt und Pulverbeschaffenheit. Aktuell können Pulver mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit bis zu einer Schmelztemperatur von 190 °C prozessiert werden, sofern diese ein ausreichendes Sinterfenster besitzen. Aufgrund dessen, dass der Hitzeeintrag im HSS schonend erfolgt, öffnet sich eine größere Auswahl an verarbeitbaren Materialien, als bei bisherigen Verfahren.

Das Temperaturmanagement erfolgt über das externe Heat Control Unit (HCU), das zu jedem Zeitpunkt die Temperatur innerhalb des Druckraums überwacht und gegebenenfalls automatisch korrigiert. Die Bedienung der HCU erfolgt bequem via Touchdisplay. So können alle fünf individuellen Wärmequellen innerhalb des Druckers einzeln gesteuert und auf die individuellen Materialeigenschaften angepasst werden.

„Die VX200 ist unser Einsteigermodell und somit besonders gut für diese neuartige Technologie geeignet. Sie bietet die Möglichkeit, Grenzen und Applikationen im vollen Spektrum an einer belastbaren und industriellen Maschine auszureizen. Neben PA12 lassen sich auch Elastomere wie TPU verdrucken. Das Open Sourcing Programm ermöglicht, dass jeder seine Maschine zu seinem größten, individuellen Nutzen einsetzen kann. Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten ist mehr als beeindruckend.“ so Dr. Ingo Ederer CEO der voxeljet AG. „Wir sehen für diese Technologie ein enormes Potenzial. Deshalb arbeiten wir bereits daran, die Technologie auf unsere größeren Drucker zu skalieren, um ein noch höheres Plateau an Produktivität gewährleisten zu können.“

Auch seitens Evonik, zeigt die Technologie ein hohes Zukunftspotenzial: „Ich bin überzeugt, das diese Technologie erst am Anfang steht. Das breite Spektrum an Materialien ist zukunftsweisend für diese Technologie.“ so Dr. Monsheimer.

Die VX200 ist ideal für Materialentwickler, Forschungsinstitute aber auch OEM’s, um die Materialvielfalt im Bereich der Thermoplaste und Elastomere auszureizen und zu erforschen. Zudem lassen sich problemlos Endverbraucherteile fertigen, die für den direkten Gebrauch eingesetzt werden können.