KEIN ERSATZ, SONDERN EINE SINNVOLLE ERGÄNZUNG

Interview: Thomas Masuch; Fotos: Arburg

Mit dem Freeformer hat sich der deutsche Maschinenbauer Arburg in die Welt der Additiven Fertigung begeben. Über die technologischen und weiteren Besonderheiten aus dem schwäbischen Familienunternehmen haben wir mit Eberhard Lutz, Bereichsleiter Vertrieb Freeformer bei Arburg, gesprochen.

 

Herr Lutz, Arburg ist ein traditionelles Maschinenbauunternehmen. Wie beschreiben Sie die Unterschiede zu den reinen »Additiven« Unternehmen? Wo kommen diese Unterschiede am stärksten zum Tragen?

LUTZ: Als deutsches Familienunternehmen mit großem Kunststoff-Know-how ist uns ein nachhaltiger Erfolg des Kunden wichtiger als der schnelle Verkauf der Maschine. So liefern wir weltweit auch nur in die Regionen, in denen wir unseren bewährten Service gewährleisten können. Technologisch sehe ich die großen Unterschiede neben der Offenheit für Materialien auch in der Qualität der Maschine: Wir verwenden für den Freeformer viele qualitativ hochwertige Komponenten aus dem Bereich unserer Spritzgießmaschinen, zum Beispiel Schaltschrank, Plastifizierung und Steuerung.

Die Schlüsselkomponenten unserer Maschinen entwickeln und bauen wir zentral an unserem Produktionsstandort in Loßburg. Indem wir für den Freeformer die Fertigungsqualität aus dem Maschinenbau übernehmen, erreichen wir im Vergleich zu einfachen »3D-Druckern« auch eine deutlich höhere Präzision bei den Bauteilen.

 

 

»Der große Vorteil unseres offenen Systems ist, dass die Anwender auf viele verschiedene amorphe Spritzgießgranulate zurückgreifen können.«

 

Wie erreicht man trotz freier Materialwahl eine gesicherte und reproduzierbare Qualität?

LUTZ: In der Additiven Fertigung ist die Vorhersagbarkeit von Qualitätsmerkmalen des in Losgröße 1 produzierten Bauteils generell ein großes Thema. Denn die Bauteilqualität hängt von vielen variierbaren Slice- und Prozessparametern ab. Bei der Additiven Fertigung von »echten« Funktionsbauteilen sind mechanische Werte wie Zug- bzw. Reißfestigkeit, Dichte oder auch Veränderungen in der Chemie des Ausgangsmaterials von entscheidender Bedeutung. Jedes Material für den Freeformer wird vorab qualifiziert, daraus werden die voroptimierten Prozessdaten ermittelt. Besonders wichtig, um gute Teile zu bauen, sind die Verarbeitungstemperatur und Temperaturbeständigkeit. Viele Kunden übernehmen das selbst, wir unterstützen aber auch gern mit unserer umfangreichen Datensammlung zum Beispiel für ABS, PA 12, PC oder TPU.

 

 

 

Wie kam Arburg auf die Idee, additiv »tätig zu werden« und wie waren die Reaktionen der Branche?

LUTZ: Bereits 2004 kamen bei Arburg grundsätzliche Überlegungen auf, Kunststoffteile ohne Werkzeug herzustellen. Denn die Anforderungen haben sich in den vergangenen Jahren verändert hin zu kurzen Produktlebenszyklen, zunehmender Variantenvielfalt und dem Wunsch nach individuellen Produkten.

Der Idee des »fliegenden Kunststofftropfens« folgten erste Konzepte und Basisversuche und in Folge die Patentanmeldungen zum Verfahren Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF). Im Jahr 2007 begann die Zusammenarbeit mit einer namhaften Hochschule im Bereich Tropfenerzeugung, drei Jahre später wurden erste Bauteile gefertigt.

2013 haben wir den Freeformer erstmals vorgestellt und 2015 den weltweiten Vertrieb gestartet. Die Branche war begeistert, dass mit Arburg sich erstmals ein Maschinenbauer, der zudem über umfassendes Know-how in der Verarbeitung von Kunststoff verfügt, mit der Additiven Fertigung befasst und eine Maschine auf den Markt gebracht hat.


Welche Preisersparnis kann der Anwender hier erreichen?

LUTZ: Ein großer Vorteil des Freeformers ist, dass er auf Basis von qualifizierten Standardgranulaten arbeitet, und das in der Regel abfallfrei. Stützmaterial lässt sich auswaschen. Die Granulate, wie sie auch für das Spritzgießen verwendet werden, sind um ein Vielfaches kostengünstiger als zum Beispiel Kunststofffilamente von der Rolle. Bei teuren Sondermaterialien kommt das abfallfreie System mit sehr kleinen Mengen aus. 

Soll der Anwender selbst einkaufen oder Berater oder Dienstleister hinzuziehen? Gibt es weitere Vorteile durch die freie Materialwahl?

LUTZ: Das hängt unter anderem von der Menge des benötigten Materials ab. Kunden aus der Spritzgießbranche haben in der Regel ihr eigenes Material im Haus, das sie, sofern sauber und staubfrei, auch für das Arburg Kunststoff-Freiformen einsetzen können. Der große Vorteil unseres offenen Systems ist, wie gesagt, dass die Anwender auf viele verschiedene amorphe Spritzgießgranulate zurückgreifen und daraus nicht nur Anschauungsmuster, sondern echte Funktionsbauteile fertigen können. So haben wir mit dem Freeformer zum Beispiel Elektrostecker aus einem PC/ABS-Blend mit Flammschutz, Implantate aus medizinischem PLA und Luftkanäle aus PC, das für die Luft und Raumfahrt zugelassen ist, verarbeitet. Das können herkömmliche »3D-Drucker« nicht.

 

Welche Stellung nimmt der Bereich Arburg Kunststoff-Freiformen im Unternehmen ein?

LUTZ: Wir sehen für unseren Freeformer in Zukunft ein großes Potenzial und rechnen mit einer steigenden Bedeutung der additiven Fertigung. Entsprechend dieser Zukunftsstrategie ist das Arburg Kunststoff-Freiformen im Topmanagement verankert: Die technische Verantwortung liegt in den Händen von Bereichsleiter Dr. Eberhard Duffner, der auch den gesamten Entwicklungsbereich verantwortet. Für den weltweiten Vertrieb des Freeformers zeichne ich als Bereichsleiter verantwortlich.


Wie ist der Anteil zwischen Start-up und Traditionsunternehmen bei den Kunden?

LUTZ: Der Freeformer ist vor allem für diejenigen interessant, die auf Materialvielfalt setzen, mit einem offenen System arbeiten wollen und können und dabei ihr Know-how in der Kunststoffverarbeitung und speziellen Werkstoffen einbringen. Es ist erstaunlich, wie viele unserer klassischen Spritzgießkunden den Bedarf nach Fertigungsmaschinen für Einzelteile und Kleinserien haben. Kunststoffverarbeiter nutzen additive Verfahren verstärkt auch in der eigenen Fertigung, etwa um kostengünstig Betriebsmittel wie Montagevorrichtungen und Greifer für die Automation schnell und flexibel fertigen zu können. Darüber hinaus stößt der Freeformer bei namhaften Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie Materialherstellen auf großes Interesse. Start-up-Unternehmen sind eher eine Randgruppe des Kundenkreises.


Ist der Freeformer für Ihre Kunden eher eine Ergänzung des bestehenden Maschinenparks? Gibt es auch Kunden, bei denen der Freeformer den klassischen Spritzguss teilweise verdrängt?

LUTZ: Die 3D-Drucktechnik erschließt neue Möglichkeiten in der Kunststoffverarbeitung und findet derzeit den Weg in die industrielle Anwendung. Das Interesse am Freeformer nimmt kontinuierlich zu, nicht nur in Europa, sondern zum Beispiel auch in den USA und in China.

Individuell gefertigte Kunststoffteile für Konsumgüter, medizinische Implantate und funktionale Ersatzteile sind nur drei von vielen Bereichen, für die unser offenes System für die Additive Fertigung prädestiniert ist. Der Freeformer und die Additive Fertigung generell werden aber auch in fünf oder zehn oder 50 Jahren kein Ersatz, sondern eine sinnvolle Ergänzung zum Spritzgießen sein.

 

Seit kurzem gibt es ein eigenes Prototyping Center für die Erstellung von Musterteilen.Wie lange dauert es üblicherweise von der Anfrage über den Testlauf bis zur Auslieferung der Maschine? Wie sieht dieser Prozess in der Regel aus?

LUTZ: Der Prozess unterteilt sich in zwei Phasen: In der ersten wird das Musterbauteil erstellt, um die Anforderungen abzugleichen und die Eignung des Freeformers zu belegen. Danach erfolgt die Bestellung. Die Dauer bis zur Auslieferung hängt von der aktuellen Auslastung von Produktion und Montage sowie dem Kunden ab. Der gesamte Prozess kann innerhalb von drei Monaten abgeschlossen sein.

 

Können Sie uns abschließend einige Beispiele für die Individualisierung von Produkten nennen?

LUTZ: Als Beispiele für rückverfolgbare »smarte« Produkte haben wir die Fertigung personalisierter Büroscheren, Lichtschalter und Kofferanhänger gezeigt. Der Freeformer individualisiert jeweils das spritzgegossene Großserienteil, in dem er eine zuvor vom Besucher ausgewählte Grafik oder einen Schriftzug aus Kunststoff additiv als 3D-Geometrie aufträgt. In der Medizintechnik haben wir individuell angepasste Implantate und Orthesen sowie Modelle zur Operationsvorbereitung erstellt. Ein innovatives Material ist dabei resorbierbares Polylactid (PLA, Resomer), das sich nach definierter Zeit im Körper auflöst.

Herr Lutz, wir danken Ihnen für das Gespräch.

ÜBER ARBURG

Das deutsche Familienunternehmen Arburg gehört weltweit zu den führenden Maschinenherstellern für die Kunststoffverarbeitung. Arburg ist mit eigenen Organisationen in 25 Ländern an 33 Standorten und über Handelspartner in mehr als 50 Ländern vertreten. Produziert wird ausschließlich im deutschen Stammwerk in Loßburg. Von den insgesamt rund 2.700 Mitarbeitern sind rund 2.200 in Deutschland beschäftigt, weitere rund 500 in den weltweiten Arburg-Organisationen.

 

 

TRÖPFCHENFUNKTION

Auf den Bauteilträger bringt der Freeformer tröpfchenweise geschmolzenes Kunststoffgranulat auf. Die Temperatur im Bauraum wird an das Material angepasst, so dass sich die Tröpfchen optimal verbinden. Zwei Auftragseinheiten ermöglichen die Erstellung einer Stützstruktur oder die Produktion von Bauteilen aus zwei Materialien oder Farben.

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