Von Teilautomation wird gesprochen, wenn innerhalb einer Wertschöpfungskette gewisse Arbeitsschritte manuell, also mit Hilfe von Mitarbeitenden, vollzogen werden. Doch auch in der Form lässt sich der 3D-Druck in der Serienproduktion einsetzen – jedoch eher, wenn Stückzahlen eher gering sind und der Nutzen und die Optimierung von Bauteilen im Mittelpunkt stehen.
So handhabt es bspw. die US-amerikanische Gießerei Tooling Equiptment International (TEI) in der Nähe von Detroit. Ausgestattet mit drei VX4000 3D-Druckern verfügt das Unternehmen über eines der höchsten 3D-druckbaren Volumen für Sand in Nordamerika. Dieses Volumen nutzt TEI um unter anderem um für die General Motors Marke Cadillac eine einzigarte Unterbodenkonstruktion für die elektrische Luxuslimousine CELESTIQZE zu gießen.
Geringere Investition
Durch den Einsatz von 3D-Druckern findet die Sandkernproduktion vollautomatisiert statt. Manuelle Arbeit wird auf ein Minium zur Reinigung der Kerne beschränkt. Kernwerkzeuge und vollautomaische Reinigungsanlagen müssen nicht angeschafft werden.
Geometrische Freiheit
Neue, optimierte und hochkomplexe Designs lassen sich problemlos additiv fertigen. Hinterschnitte sind vernachlässigbar, washilft hochkomplexe und konsolidierte Produkte herzustellen.
Bauteilkonsoliderung
Durch die Fähigkeit, komplexe Baugruppen und Bauteile zusammenzuführen und in einem Stück zu drucken, können Lager- und Montagekosten eingespart, Gewichte reduziert und Funktionalitäten verbessert werden.
Durch die Kooperation mit voxeljet können wir die Lieferzeit von Formen und Kernen für unsere Kunden deutlich verkürzen. Darüber hinaus erzielen wir neue Höchstleistungen in Bezug auf Größe und Gewicht der Teile, die wir vergießen können.
Oliver Johnson, CEOTooling & Equipment International
Funktionaler, flexibler, günstiger – warum sich teilautomatisierter 3D-Druck lohnen kann
Wenn es darum geht, viele Einzelteile in einem Gussteil zusammenzufügen und dabei Gewicht einzusparen, ist die additive Fertigung das Mittel der Wahl. So auch beim Cadillac Prestige-Projekt CELESTIQUE. Der neue, hochgradig individualisierbare Luxuswagen von Cadillac ist das perfekte Beispiel, wie der 3D-Druck von Kernen dafür eingesetzt werden kann, neue Freiheitsgrade in Konstruktion und Produktion zu gewinnen.
Dabei setzt TEI auf die Kombination von konventioneller und additiver Fertigung. So werden für die Unterbodenkonstruktion zwar Werkzeuge gebaut, doch um den Fluss der Schmelze und die komplexen inneren Aushöhlungen, Kastenprofile und Geometrien abzubilden, druckt TEI Sandkerne auf ihren VX4000 3D-Druckern und setzt diese in die konventionell gefertigten Werkzeuge ein. Das Besondere an dem Unterboden: Während dieser bei anderen Autos aus 40-50 Einzelbauteilen besteht, konsolidierte TEI das Konstrukt gemeinsam mit den GM-Ingenieuren zu 9 Einzelteilen. Weniger Nieten und Schweißnähte sind das nutzenbringende Resultat.
Während der 3D-Drucker den Druck gänzlich vollautomatisch durchführt, müssen die Kerne danach manuell dem Sandbett entnommen und gereinigt werden. Die Kombination aus Werkzeugbau und Kerndrucken gibt TEI einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil und Cadillac einen einzigartig homogenen Unterboden.
VX4000: Der weltweit größte 3D-Drucker für Sand
Die VX4000: das größte 3D-Drucksystem für Sandformen auf der Welt. Mit einem zusammenhängenden Bauraum von 4 x 2 x 1 Meter sucht sie in Sachen Bauvolumen ihresgleichen. Auch bei großvolumigen Produktionsaufträgen gewährleistet die VX4000 konstante Bauzeiten und beeindruckende Präzessionen sowie Bauteilqualität.
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