GIFA 2011: voxeljet präsentiert anorganisches Bindersystem

voxeljet und Hüttenes-Albertus ist es erstmalig gelungen, anorganisch gebundene Formen und Kerne werkzeuglos im 3D-Druckverfahren herzustellen. Mit dieser Neuentwicklung folgt das 3D-Drucken dem zunehmenden Trend zu umweltfreundlichen Formstoffen in der Gießerei. Auch qualitativ kann das Verfahren überzeugen. Erstmalig zu sehen auf der Gifa in Düsseldorf.

Anorganikkern

Moderne, umweltfreundliche Produktionsverfahren stehen allerorts hoch im Kurs. Insbesondere die Automobilindustrie hat sich die Faktoren Nachhaltigkeit und Ökologie im Produktionsprozess auf die Fahnen geschrieben. Bereits seit einiger Zeit werden in der Motorenfertigung anorganische Binder für die Herstellung von Sandkernen eingesetzt. Im Gegensatz zu organischen Bindern lassen sich durch anorganisch gebundene Kerne eine Reihe von Vorteilen erschließen. Das fängt bei der Umweltverträglichkeit an und reicht bis hin zu Qualitätsverbesserung der fertigen Gussteile.

Gerade bei der innovativen Technologie des Additive Manufacturing (AM), bei der Sandformen auf 3D-Drucksystemen werkzeuglos nach CAD-Daten hergestellt werden, waren anorganische Binder bis heute nicht verfügbar. voxeljet, Hersteller hochleistungsfähiger 3D-Drucksysteme und Hüttenes-Albertus, führender Hersteller von Produkten für die Gießereiindustrie, bieten mit einem serientauglichen anorganischen Bindersystem jetzt die perfekte Lösung für den umweltfreundlichen und qualitativ hochwertigen 3D-Druck.

Das von Hüttenes-Albertus in Zusammenarbeit mit voxeljet entwickelte Formstoff-System erlaubt den Einsatz auf den voxeljet 3D-Druckern. Der Schichtbauprozess läuft prinzipiell genauso ab wie beim Einsatz organischer Binder. Beim neuen System wird ein mit anorganischem Binder versetzter Formstoff, anorganischer Fertigsand, in mikrometerfeinen Schichten auf eine Baufläche aufgetragen und anschließend selektiv mit einer Flüssigkeit bedruckt. Die Drucklösung aktiviert den Binder im Sand , der die umliegenden Formstoffpartikel bindet.

Dieser Prozess wird solange Schicht für Schicht fortgesetzt, bis die gewünschte Form hergestellt ist. Nach dem Druck werden die Formen und Kerne vom umliegenden Formstoff befreit. Das nicht bedruckte Partikelmaterial lässt sich nach einer Aufbereitung wieder dem Prozess zuführen. Die gedruckten Bauteile kommen nach dem Schichtbauprozess für wenige Stunden zur Trocknung in einen Ofen und stehen dann für den Abguss zur Verfügung.

voxeljet-Geschäftsführer Dr. Ingo Ederer sieht in der Neuentwicklung einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Produktion: „Bisher kamen anorganische Bindersysteme nur in der Serienfertigung zum Einsatz. Uns war es deshalb besonders wichtig, die ökologischen und technologischen Vorteile auch der  innovativen AM-Welt zu erschließen. Jetzt können Anwender auch bei Kleinserien und der Prototypherstellung von den Pluspunkten der anorganischen Systeme profitieren."

In einigen Bereichen sind anorganische Binder Produkten auf Kunstharzbasis überlegen. Im Gegensatz zu organischen verbrennen anorganische Binder beim Gießvorgang nicht. Die von organischen Systemen bekannte Entstehung umwelt- und gesundheitsschädlicher Emissionen wird damit vermieden. Auch die typische Geruchsbildung beim Gießen als Folge der Verbrennung des organischen Materials entfällt bei der neuen Technologie. Der Gießprozess läuft geruchsfrei und kondensatfrei ab. Das Verfahren gilt somit insgesamt als umweltfreundlich. Gleichzeitig hat es positive Auswirkungen auf die Qualität des Gusses: Beispielsweise im NE/L-Guss führt die thermische Stabilität der anorganischen Binder während des Gießens zu einer hervorragenden Beständigkeit der Sandformen und damit zu einer vorbildlichen Maßhaltigkeit der Bauteile.

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