15 Tausendstel eines Millimeters – 3D-Druck à la ProTec: Mirco Schulz stellt neues Verfahren für hochpräzise Bauteile aus Acryl und Flüssig-Silikon vor

Das neue Mitglied der ProTec-3D-Familie: Mirco Schulz zeigt den Drucker, der sowohl mit Acryl als auch mit Flüssig-Silikon arbeitet und hochpräzise Bauteile auf in kleinsten Formaten ermöglicht. Foto: Wolfgang Becker

Der 3D-Druck entwickelt sich mit fast atemberaubender Geschwindigkeit. Dies gilt vor allem für die Technologie. Etwas verhaltener ist das Tempo, wenn es darum geht, die Möglichkeiten dieses Verfahrens in die Fertigungsprozesse etablierter Unternehmen einzuschleifen. Während im Flugzeugbau bereits im großen Stil mit 3D-Druck-Verfahren geplant wird, tun sich kleine und mittlere Unternehmen häufig schwer, das ungewohnte Terrain für sich nutzbar zu machen. Mirco Schulz, Inhaber der ProTec GmbH in Buxtehude, kann für sich durchaus in Anspruch nehmen, zu den Pionieren zu gehören. Die Zeichen der Zeit stehen auf 3D-Druck – deshalb baut er sein Unternehmen, eigentlich ein Spezialdienstleister für NC-Programmierung und Konstruktion, sukzessive um und ist dabei, sich zusätzlich eine Marktposition als 3D-Druck-Dienstleister für die Industrie und das produzierende Gewerbe zu erarbeiten.

Als der 3D-Druck vor wenigen Jahren auf der Technologie-Bühne erschien, waren es im Nicht-Metall-Bereich zunächst Drucker, die dreidimensionale Figuren aus Papier schnitten und Lage für Lage mit Harz verklebten. Das Ergebnis war damals durchaus so beeindruckend, dass große Elektrofachmärkte Shops einrichteten, in denen sich Menschen scannen und anschließend als Miniatur ausdrucken lassen konnten. Papierdrucker gehören im 3D-Business heute zu den Dinos.

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Mirco Schulz: „Ziemlich schnell nach der Papierphase kamen 3D-Drucker, die mit dem Kunststoff-Filament PLA arbeiten. Damit lassen sich Plastikteile drucken. Wenn wir ABS-Filament verwenden, bekommen wir Formteile, die stabiler, elastischer und hitzebeständig sind. Mit ASA-Material verhält es sich ähnlich, nur dass diese Teile auch noch UV-beständig sind.“ Mit diesen verschiedenen Materialien kann Schulz zum Teil sehr filigrane Formen und Bauteile, sogar komplexe ineinander verwobene Netzstrukturen aus Kettengliedern herstellen.

Doch damit nicht genug: Die jüngste Anschaffung im ProTec-Maschinenpark ist ein 3D-Drucker, der mit flüssigem Acryl oder Silikon arbeitet. Schulz: „Je nach Hersteller sprechen wir vom Inkjet-Verfahren oder vom Polyjet-Verfahren. Das Gerät hat vier Druckköpfe mit jeweils 800 Düsen. Es trägt eine hauchdünne Schicht auf. Zwei Druckköpfe sind für das eigentliche Bauteil zuständig, die anderen beiden drucken das Stützmaterial, das nach der Fertigstellung mit Ultraschall entfernt wird. Wir arbeiten hier mit einer Schicht im Bereich von 15 µ, also 15 Millionstel Meter, die nach dem Aufsprühen in einem Arbeitsgang gewalzt und UV-gehärtet wird. So können wir hochpräzise Bauteile herstellen.“

Während mit Acryl harte Bauteile entstehen, lassen sich mit Flüssig-Silikon elastische Formteile herstellen – zum Beispiel kleine Schläuche oder Silikon-Sauger. Mirco Schulz hat zwar durchaus Anfragen von Privatkunden, sein Ziel ist es aber, die neue Technologie für besondere Kleinserien im technischen Bereich anzuwenden. Er sagt: „Dabei geht es häufig darum, Teile zu reproduzieren, die nicht mehr bestellbar sind. Und das können auch sehr kleine Teile sein – zum Beispiel eine Schraube mit einem M3-Gewinde.“

Insgesamt ist der 3D-Druck durch die hohen technischen Investitionen für Drucker und Scanner noch eine vergleichsweise teure Angelegenheit – vor allem wenn es um Einzelteile geht. Mirco Schulz: „Kleinserien sind dagegen ideal – kleine Stückzahlen rechtfertigen zumeist nicht die üblichen technischen Verfahren für die Kunststoffteile, mit denen ich günstig Großserien produzieren kann. Zugleich sinken die Fixkosten pro Stück, da ich beispielsweise nur einen Scan-Vorgang habe. Für Großserien ist der 3D-Druck aus heutiger Sicht unwirtschaftlich.“ Sein Ziel: ProTec soll im 3D-Druck ein Zulieferer für Industrieteile werden, die keine hohe Stückzahl haben und kompliziert zu fräsen sind. Das könnten beispielsweise Gehäuse für Sensoren sein oder Ablageformen, in denen Bauteile für einen Nachbearbeitungsgang fixiert werden. wb

Scannen ohne Fehler
Mit Einführung der Photogrammetrie ist das 3D-Team von ProTec jetzt dafür ausgerüstet, besonders große Bauteile ohne Verzerrungen einzuscannen. Auslöser war der Auftrag, ein fünf Meter langes Flugzeugbauteil einzuscannen. Beim Einsatz des Handscanners besteht die Gefahr, dass bei großen Ausmaßen Abweichungen auftreten können. Insbesondere beim Flugzeugbau müssen eingescannte Objekte, beispielsweise auch Vorrichtungen, jedoch absolut präzise dargestellt werden. Dazu werden an dem Objekt Messpunkte gesetzt. Dann werden Fotos gemacht, die in einem Computerprogramm als Grundlage für einen exakten Abgleich mit dem Scan dienen.

Web: www.nc-protec.de