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OFFIZIELLES ORGAN VON SWISS PLASTICS

September 2014

KUNSTSTOFF XTRA

D ie fac h zeitsc h rift f ü r die K u nststoff - u nd K a u tsc h u kind u strie

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EDITORIAL

Auf zu neuen Ufern Dies war die Überschrift, die mein damaliger Kollege Alfred Widmer in 1992 für seine Berichterstattung über den Zusammenschluss der

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beiden Kunststoffverbände Aski und VKI zum Kunststoff Verband Schweiz (heute Swiss Plastics) wählte. Der Fusion war ein zähes Ringen um Kompetenzen und «Machtansprüche» innerhalb der Schweizer Kunststoffindustrie vorausgegangen. Umso erfreulicher, dass damals die Vernunft siegte und die Beteiligten sich auf einen Verband einigten, der Sprachrohr für die ganze heterogene Branche sein sollte. Der Verband hat sich in den vergangenen Jahren etabliert, der Graben ist längst zugeschüttet zwischen den ehemaligen Askianern und VKI’lern – besonders in der branchenbezogenen Aus- und Weiterbildung, aber auch bezüglich Kontake zu nationalen und internationalen Partnern hat sich viel Hier sind die Zahlen seit Jahren rückläufig. Heute steht der Verband zwar nicht vor einem fundamentalen Wechsel wie vor über 20 Jahren, aber ein Sesselrücken in der Geschäftsetage bringt unabdingbar Veränderungen mit sich. Auf den 1. Oktober übernimmt Urs F. Meyer, lic. iur. (1959) die Geschäftsführung von Swiss Plastics. Von den ursprünglich neun Kandidaten kam Meyer zusammen mit einem Vertreter der Kunststoffindustrie in die Schlussrunde des Selektionsverfahrens und wurde von der Personalkommission, der fünf Vorstandsmitglieder angehörten, «sehr deutlich» zum Geschäftsführer gewählt. Urs Meyer erwartet keine leichte Aufgabe: Frischen Wind hat sicher die Schaffung der Dachmarke und die Umbenennung des Verbands mit der damit zusammenhängenden Aufpolierung des Erscheinungsbilds gebracht. Diesen Schwung gilt es nun zu nutzen und mit auf die Mitgliederbedürfnisse ausgerichteten Dienstleistungen in Gang zu halten. Eine Herausforderung, an der sich der neu gewählte Geschäftsführer als erfahrener Verbandsmanager messen kann. Wir wünschen ihm ein gutes Gespür für die Branche und dem ganzen Verband eine Stärkung zum Nutzen der Mitglieder.

Marianne Flury, Redaktorin m.flury@sigwerb.com 9/2014

Farbe für technische Kunststoffe

getan. Weniger wunschgemäss verlief und verläuft die Mitgliederrekrutierung:

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I n h altsverzeic h nis

04 Fokus

KUNSTSTOFF XTRA

20 Additive Fertigung

Traditionsreiche Verfahren erhalten Zuwachs

Rasante technische Entwicklungen, kurze Produktlebenszyklen, zunehmende Variantenvielfalt und der Wunsch nach individuellen Produkten verändern den Markt der Kunststoffverarbeitung. 3D-Fertigungsverfahren decken hier das Feld der Herstellung von Einzelteilen und Kleinserien ab. Zwei neue industrietaugliche Verfahren werden vorgestellt, mit Fokus auf dem AKF-Prozess.

Feuerwehr – frisch aus dem 3D-Drucker

Für die Rosenbauer International AG, einem der weltweit führenden Hersteller von Feuerwehrfahrzeugen, fertigte Rapidobject detailgetreue Präsentationsmodelle des Grosstanklöschfahrzeuges CBS mittels 3D-Druck-Verfahren. Die aufwändigen 3D-Modelle wurden zu Werbezwecken von Rosenbauer beauftragt.

22 Werkzeug-/ Formenbau 06 Additive Fertigung Additive Manufacturing auf dem Weg in die Produktion

Unter dem Begriff «3D-Drucken» sind in letzter Zeit zukunftsweisende Produktionstechnologien in das Licht der Öffentlichkeit geraten. Welche dieser schichtaufbauenden Verfahren es heute gibt, was ihr technologischer Reifegrad ist und vor allem die Frage, welche der 3D-Druck-Verfahren das Potenzial haben im industriellen Umfeld zu bestehen, wird hier beleuchtet.

IMPRESSUM

KUNSTSTOFF XTRA

Die Fachzeitschrift für die Kunststoff- und Kautschukindustrie

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10 CH-6301 Zug Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 4. Jahrgang Druckauflage 6000 Exemplare ISSN-Nummer 1664-3933 Internet www.kunststoffxtra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

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Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Pfaffacherweg 189 Postfach 19 CH-5246 Scherz Telefon +41 (0)56 619 52 52 Telefax +41 (0)56 619 52 50 info@sigimedia.ch Chefredaktion Marianne Flury St. Niklausstrasse 55 CH-4500 Solothurn Telefon +41 (0)32 623 90 17 m.flury@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com

Produktion beschleunigen, Wartung reduzieren Die Qualität der verbauten Kunststoffteile in Fahrzeugen hat in den letzten Jahren enorm zugenommen: Komplexität, Passgenauigkeit, Optik und Haptik erfüllen inzwischen selbst bei vielen günstigeren Modellen den Premiumanspruch. Hersteller und Zulieferer setzen hierbei vermehrt auf High-TechLösungen.

24 Swissmem

Produktion Sprüngli Druck AG Dorfmattenstrasse 28 CH-5612 Villmergen Telefon +41 (0)56 619 53 53 Telefax +41 (0)56 619 53 00 info@spruenglidruck.ch www.spruenglidruck.ch Abonnemente Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.kunststoffxtra.com Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto) Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen. Copyright 2014 by SIGWERB GmbH, CH-6301 Zug

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26 Composites

35 Forschung und Entwicklung

Neue Themen und Sonderflächen

Selbstheilende und recycelbare Duroplaste

Verbundwerkstoffe sind eine der Schlüsseltechnologien im Leichtbau. Den wachsenden Markt für die leichten Werkstoffe spiegelt die Composites Europe wider. Vom 7. bis 9. Oktober zeigt die Fachmesse in Düsseldorf die ganze Bandbreite faserverstärkter Kunststoffe. In Foren und auf neuen Sonderflächen blickt die Messe ausserdem in die CompositesZukunft.

Einem Zufall ist es zu verdanken, dass Fortschritte auf dem Weg zu neuen Duroplasten gemacht wurden. Die bei IBM in den USA entdeckten Materialien weisen eine grosse Breite an Eigenschaften auf. Eine Duroplastklasse besticht durch die Möglichkeit, unter bestimmten Bedingungen die Ausgangsmaterialien zurückzugewinnen, eine andere ist zudem selbstheilend.

38 Aus- und Weiterbildung 40 News 31 Composites

In der Schweiz gibt es einige wenige Firmen, die das RTMVerfahren beherrschen – die Kofmel Kunststofftechnik AG in Koppigen zählt dazu. Für einmal sind es nicht hohe Investitionskosten, die abschrecken. Wer Teile aus GFK im RTM-Verfahren herstellen will, braucht vor allem eins: Zeit und Geduld.

Zum Titelbild

Prozessintegration zählt! 1,5 Billionen Signale zwischen Peripherie und Spritzgiessmaschine: Diese unvorstellbare Zahl verarbeiten die SELOGICA Steuerungen weltweit pro Jahr. So müssen heute integrierte Herstellungsprozesse gesteuert werden – umfassend und sicher. Auf der Fakuma präsentieren wir dazu z.B. das Zukunftsthema Industrie 4.0. Dass die Vision einer intelligenten Fabrik heute schon Praxis sein kann, zeigt die optionale Herstellung von Links- und Rechtshänder-Scheren auf einem elektrischen ALLROUNDER 370 E. Über einen aufgelaserten individuellen QR-Code lassen sich alle wichtigen Prozessparameter des jeweiligen Artikels online abrufen. Das ARBURG 9/2014

46 Veranstaltungen 47 Produkte 53 Lieferanten verzeichnis

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Null-acht-fünfzehn-Arbeit funktioniert nicht

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DIE FAChZEITSChRIFT FüR DIE KuNSTSTOFF- uND KAuTSChuKINDuSTRIE

hshafen Friedric 0.2014 14.-18.1 Halle A3 01 31 nd Sta

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Leitrechnersystem (ALS) vernetzt dabei verschiedene autarke Stationen, erfasst alle Parameter und leitet diese an einen Webserver weiter. Eine gewünschte persönliche Individualisierung der Scheren übernimmt der freeformer, das innovative ARBURG System für die industrielle additive Fertigung von Kunststoffteilen. Das verstehen wir unter Produktionseffizienz!

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F ok u s

FDM, SLS und Co.

Traditionsreiche Verfahren erhalten Zuwachs Rasante technische Entwicklungen, kurze Produktlebenszyklen, zunehmende Variantenvielfalt und der Wunsch nach individuellen Produkten verändern den Markt der Kunststoffverarbeitung. Die viel diskutierten 3D-Fertigungsverfahren decken hier das Feld der Herstellung von Einzelteilen und Kleinserien ab. Während auf die verschiedenen industrietauglichen Verfahren in weiteren Artikeln in dieser Ausgabe eingegangen wird, liegt der Fokus im Folgenden auf dem AKF-Verfahren von Arburg und wie es sich in der Testphase bewährt hat.

Vorgestellt wurden sie vor knapp einem Jahr auf der K2013 in Düsseldorf, das Kunststoff-Freiformen (AKF) und der Freeformer, die Maschine dazu. Ab der Fakuma 2014 kommt das System auf den deutschen Markt, in 2015 erfolgt dann die sukzessive Einführung in Europa, China / Asien und den USA. Was der Freeformer leistet und welches Potenzial er hat konnte Festo, Spezialist für Automatisierungstechnik, bereits austesten. Weil das Unternehmen mit Sitz in Esslingen über jahrzehntelange Erfahrung in der additiven Fertigung verfügt und langjähriger Partner von Arburg ist, wurde es auserkoren, den Freeformer bereits in einem frühen Entwicklungsstadium in der Praxis auf Herz und Nieren zu prüfen. Seit anfangs 2013 steht eine Anlage bei Festo, die als weitere additive Verfahren das Kunststofflasersintern (SLS), das Metallstrahlschmelzen (SLM), das Fused Deposition Modelling (FDM) und die Stereolithografie (STL) einsetzt.

Bilder und Grafiken: Arburg

Marianne Flury

Additive Fertigung: ein Verfahrensprinzip – verschiedene Begriffe und Facetten.

Das Spektrum der bei Festo durch Additive Manufacturing (AM) hergestellten Produkte reicht von Design- und Kundenmustern bis hin zu Funktionsprototypen und Kleinserien. «Wir sind ganz pragmatisch Schritt für Schritt vorgegangen und standen immer im engen Austausch mit dem Entwicklungsteam von Arburg», erläutert Klaus Müller-Lohmeier, Leiter Advanced Prototyping Technologies bei Festo, das Vorgehen. «Begonnen haben wir mit einfachen pris-

Das Graunlat wurde eingefärbt, um Teile in den Festo eigenen Farben herzustellen.

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matischen Teilen aus naturfarbenem Standardgranulat, dann folgten Studien zu Teilen mit zunehmender geometrischer Komplexität sowie zur Einfärbung des Granulats mit den typischen Designfarben von Festo. Materialuntersuchungen mit Schliffbildern und Oberflächenanalysen begleiteten die gesamte Testphase.» Gepunktet hat das Verfahren besonders bezüglich Oberflächengüte, sowohl in Hinblick auf die Rauheitswerte als auch auf die Textur. Die Oberfläche, die mit dem AKF erzeugt wird, entspricht der eines grob strukturierten Spritzteils. Sie ist zwar tropfenförmig, aber besonders gleichmässig, und das in jeder Richtung. «Hier ist man im Gegensatz zu vielen anderen etablierten additiven Verfahren einen deutlichen Schritt hin zur Spritzgiessqualität gegangen», hebt Müller-Lohmeier positiv hervor. Auf Grund der gemachten Erfahrungen und Rückmeldungen durch Festo hat Arburg unter anderem Stützmaterial entwickelt, um auch sehr komplexe Hinterschnitte abbilden zu können. Eine weitere Anregung war die Berücksichtigung marktgängiger Software und die Entwicklung eines Leitfadens zur pragmatischen an9/2014


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Das AKF basiert auf flüssigen Kunststofftropfen, die in einer Plastifiziereinheit aus Standardgranulaten aufgeschmolzen werden.

wenderseitigen Parameterermittlung für den Einsatz kundenspezifischer Granulate. Müller-Lohmeier erachtet das Hauptdifferenzierungspotenzial des Freeformers gegenüber den bereits am Markt gängigen Systemen in der Verwendung von kostengünstigem und kundenspezifischem Standardgranulat. «Zudem arbeitet er staub- und emissionsfrei, sodass keine aufwendige Infrastruktur mit Absauganlagen benötigt wird. Ein weiteres Potenzial liegt in der Möglichkeit, mehrere Materialien zu verarbeiten und Bauteile aus zwei Farben oder als Hart-Weich-Verbindungen herzustellen», zählt er ein paar Pluspunkte auf. Auf den Punkt gebracht lässt sich sagen, dass die additive industrielle Fertigung mit dem Freeformer (wie andere additive Verfahren auch) kein Ersatz ist, sondern eine sinnvolle Ergänzung zum Spritzgiessen: «Die zentrale Frage ist und wird auch künftig sein, wie viele Teile wie schnell und wie oft produziert werden sollen», sagt Dr. Oliver Kessling, Abteilungsleiter KunststoffFreiformen bei Arburg, dazu. Der Freeformer wird vor allem dann zum Einsatz kommen, wenn z. B. schnell ein Ersatzteil oder Anschauungsmuster zur Verfügung stehen muss. Innerhalb weniger Minuten ist ein Produktstart möglich. Voll funktionsfähige Einzelteile oder Kleinserien lassen sich damit nach Bedarf fertigen. Dabei bietet das Arburg Kunststoff-Freiformen Designfreiheit und Materialvielfalt. Zudem lassen sich Teilegeometrien realisieren, die spritztechnisch nicht entformbar wären. Für die Serienfertigung und grosse Stück9/2014

Direkt aus 3D-CAD-Daten und ohne Werkzeug baut der Freeformer funktionsfähige Kunststoffteile schichtweise aus kleinsten Tropfen auf.

zahlen wird das Spritzgiessen die effizientere Lösung bleiben.

Selective Heat Sintering SHS Eine neue Technologie zur Herstellung industrietauglicher Teile verspricht auch der dänische 3D-Druckerhersteller BluePrinter ApS mit seiner SHS-Anlage. Patentiert wurde die Selective Heat Sintering Technologie, die anstelle eines Lasers einen thermischen Druckkopf verwendet, bereits in 2011. Ähnlich wie beim Selective Laser Sintering (SLS) druckt der Blueprinter aus Pulver Schicht für Schicht 3D-Modelle in ein vorgewärmtes Pulverbett. Das Verfahren kommt wie beim SLS oder AKF ohne Stützmaterial aus und verbraucht nicht unnötig Material. Bisher wurde der 3D-Drucker hauptsächlich in limitierter Zahl an Bildungseinrichtungen sowie ausgewählte Ingenieure verkauft. Im Mai 2014 startete BluePrinter den Verkauf in Europa und der Schweiz.

250, fand kein Echo und Trumpf stellte die Herstellung des 3D-Druckers ein. Seit diesem Jahr setzt das Unternehmen wieder auf sein Know-how im Maschinenbau: im Mai 2014 startete Trumpf ein Jointventure mit dem grössten italienischen Laserhersteller Sisma S.p.A. «Viele Maschinen, die heute im Markt sind, zielen eher auf den Prototypenbau. Doch in Zukunft wird es bei den Anlagen zur generativen Fertigung vor allem auf Industrietauglichkeit ankommen», begründet Dr. Peter Leibinger, Vorsitzender der Trumpf Lasertechnik, den Wiedereinstieg. In seinem Artikel mahnt Christian Häuselmann, dass in der Schweiz als wissensfokussierter Werkplatz auch ein Fokus auf die Entwicklung innovativer Service- und Businessmodelle gelegt werden sollte. Als Beispiel erwähnt er die Firma 3D-Activation aus Thun, die ein Brokermodell entwickelt hat und unter anderem freie 3D-Printing Kapazitäten für Industrie- und Heim-Anwendungen vermittelt.

Den ersten beissen die Hunde Dass man mit einer Innovation auch zu früh auf den Markt kommen kann, zeigt sich am Beispiel von Trumpf. Der 1923 in der Nähe von Stuttgart gegründete Anbieter von Werkzeugmaschinen kam bereits anfangs der 2000er Jahre mit einem SLS 3D-Drucker auf den Markt. Beim Selective Laser Sintering wird ein Pulver (im Fall von Trumpf war es ein Metallpulver) von einem Laser Schicht für Schicht geschmolzen. Das damalige Flagschiff, der TrumaForm LF

Kontakte Festo AG & Co. KG Ruiter Strasse 82 D-73734 Esslingen Telefon +49 (0)711 347-2730 info_de@festo.com www.festo.com www.arburg.com www.blueprinter.dk/shs.html www.trumpf-laser.com

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Bild: inspire

AM-Bauteile gefertigt bei Inspire, irpd mit SLS (Selective Laser Sintering).

Zukunftstechnologie Additive Manufacturing

AM auf dem Weg in die Produktion Unter dem Begriff «3D-Drucken» sind in letzter Zeit zukunftsweisende Produktionstechnologien in das Licht der Öffentlichkeit geraten, deren gemeinsames Merkmal darin besteht, dass Produkte durch das sukzessive Zusammenfügen einzelner Bauteilschichten entstehen. Welche dieser schichtaufbauenden Verfahren es heute gibt, was ihr technologischer Reifegrad ist und vor allem die Frage, welche der 3D-Druck Verfahren das Potenzial haben im industriellen Umfeld zu bestehen, also dem Begriff «Additive Manufacturing» gerecht zu werden, wird im Folgenden beleuchtet.

Dr. Manfred Schmid1 Den 3D-Druck- oder «additiven» Verfahren gemein ist, dass zur Erzeugung eines Bauteils schrittweise Material zusammengefügt wird und zwar nur dort, wo ein Bauteil entstehen soll. Im Gegensatz dazu stehen die klassischen subtraktiven Produktionsmethoden. Durch spanabhebende Techniken wie Fräsen, Bohren und Drehen wird hier von einem Halbzeug solange Material weggenommen (subtrahiert), bis das gewünschte Teil vorliegt. Wer sich für die additiven Technologien interessiert wird in diesem Zusammenhang Dr. Manfred Schmid Leiter F & E-SLS, inspire AG, irpd, St. Gallen, manfred.schmid@ inspire.ethz.ch 1

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auf verschiedene Begriffe stossen: Generative Verfahren, 3D-Drucken, Freeform Fabrication, eManufacturing, Additive Manufacturing, Direct Digital Manufacturing und einige mehr. 3D-Drucken wird in letzter Zeit von den Medien gerne als Oberbegriff verwendet, was technologisch aber nicht korrekt ist. 3D-Drucken ist nur ein additives Verfahren in einem ganzen Blumenstrauss verschiedener additiver Möglichkeiten. Auch unter dem Begriff «Rapid Prototyping (RP)» sind additive Produktionstechnologien zum Teil bereits seit über 20 Jahren bekannt. Rapid Prototyping wurde und wird vorwiegend für den Modellbau und in der Produktentwicklung eingesetzt, um eine Verkürzung der Entwicklungszyklen zu erzielen. RP-Teile sind in der Regel aber Design- oder Funktionsmuster und

erfüllen keine höheren Ansprüche hinsichtlich Belastbarkeit oder direktem technischem Einsatz. Einige additive Verfahren haben nach langjähriger Entwicklungszeit nun aber eine technologische Reife erreicht, die es erlaubt auch technisch anspruchsvolle Teile für die Serienfertigung herzustellen. Man spricht deshalb heute von «Additive Manufacturing» um auszudrücken, dass es sich dabei um echte Produktionstechnologien handelt.

Verfahren Technologisch betrachtet basieren die verschiedenen additiven Verfahren auf unterschiedlichen Prinzipien der Materialverbindung und es kommen auch völlig 9/2014


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unterschiedliche Ausgangsmaterialien zum Einsatz. Echte chemische Reaktionen (UVHärtung) finden Anwendung genauso wie thermisch induzierte Vorgänge (Erweichen, Schmelzen). Das Verkleben einzelner Partikel mit geeigneten Bindemitteln ist ebenfalls weit verbreitet (3D-Printing). Aufgrund der unterschiedlichen technologischen Ansätze ist zu erwarten, dass auch die resultierenden Bauteile unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. In der Tabelle sind die wesentlichen additiven Technologien zusammengestellt und mit ihren häufig verwendeten Bezeichnungen benannt (in Anlehnung an die Empfehlung VDI 3404 des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI)). Werden Bauteile mit den in der Tabelle genannten Verfahren hergestellt und nach industrietypischen Kriterien wie mechanische Eigenschaften, thermische Stabilität, Langzeitbeständigkeit usw. bewertet, so verbleiben nur wenige, die den Anspruch hinsichtlich Herstellung von Funktionsteilen erfüllen – also als «Additive Manufacturing», als AM-Verfahren betrachtet werden können. Namentlich sind dies das «Selective Laser Sintering (SLS)» und mit gewissen Abstrichen auch das «Fused Deposition Modelling (FDM)». Hier erfolgt die Verbindung über thermische Vorgänge, d.h. über das Erweichen oder Schmelzen mit anschliessendem Erstarren in der gewünschten Form. Beim FDM muss aber klar zwischen dem Bereich des «HomePrintings» mit einfachen, billigen Druckern und eingeschränkter Materialauswahl und dem Bereich der Anwendung von professionellen FDM-Industriedruckern unterschieden werden. Die Tabelle zeigt auf, dass z.B. Verfahren wie «Stereolithographie (SLA)» oder «Polyjet Modelling (PJM)» charakteristische Schwächen im Bereich der Langzeitstabilität aufweisen. Hier wird mit UV-härtenden Ausgangsmaterialien gearbeitet, welche im Sonnenlicht altern und deren Bauteileigenschaften sich ungünstig verändern. Die geringen mechanischen Stabilitäten sind dagegen beim «3D-Printing» und den Laminier-Verfahren wie LLM / LOM das Ausscheidungskriterium hinsichtlich «Additive Manufacturing». Diese Verfahren sind also aktuell weiterhin im RP Bereich anzusiedeln. Durch massive Weiterentwicklungen in allen der aufgeführten Technologien 9/2014

sind aber zukünftige punktuelle Verbesserungen nicht auszuschliessen, was eine ständige Neubewertung der Verfahren erfordert. Zudem tauchen auch immer wieder ganz neue AM-Verfahren im Markt auf, welche auf neuen Ideen zur additiven Materialverbindung beruhen. Zu erwähnen sind hier der «freeformer» der Firma Aarburg oder das «Selective Heat Sintering (SHS)» der dänischen Firma BluePrinter. Eine umfassende technologische Bewertung dieser Verfahren ist aufgrund der Kürze ihrer Verfügbarkeit und der aktuell geringen Verbreitung im Markt noch schwierig. Es soll an dieser Stelle auch noch erwähnt sein, dass es mittlerweile neben den kunststoffverarbeitenden AM-Verfahren auch im Bereich der Metalle Verfahren gibt, welche in der Lage sind Metallpulver additiv zu komplexen AM-Bauteilen aufzubauen: Selective Laser Melting (SLM) und Electron Beam Melting (EBM) sind hier im Wesentlichen zu nennen.

Wo Additive Manufacturing punktet Den additiv arbeitenden Verfahren ist als herausragendes Merkmal gemeinsam, dass sie ohne den Einsatz eines Werkzeuges auskommen, welches die Form des gewünschten Bauteils vorgibt. Aus der schichtweisen werkzeuglosen Formgebung ergeben sich viele Vorteile, welche für folgende Einsatzgebiete besonders geeignet sind: –ö  konomische Produktion kleiner Bauteilserien (ab Losgrösse 1) – geometrische Freiheit in der Konstruktion (Freiformflächen, Hinterschnitte, Hohlräume) – Bauteile mit Funktionsintegration (Scharniere, Gelenke, flexible Einheiten) – Produktpersonalisierung (Medizintechnik, Sport) – kurzfristige Produktanpassungen (Verkürzung von Produktzyklen) – ökologische Aspekte (Leichtbau, reduzierter Materialverbrauch). Typische Branchen in denen die Vorteile des Additive Manufacturing sehr gut zum Tragen kommen und gezielt eingesetzt werden können sind: Luft- und Raumfahrt-

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A dditive F ertig u ng

Name

Stereolithographie

Poly Jet Modelling

Multi Jet Modelling

Kürzel

SLA

PJM

MJM

Prinzip

Badhärtung mit UV-Licht

Tropfenabscheidung mit UV-Härtung

Tropfen von geschmolzenem Material wachsartige Polymere

Quelle: inspire, irpd

Ausgangsmaterial

UV-sensitive Acrylate / Epoxide

Fused Deposition Modelling

Layer (Laminated/ Object) Modelling

3D-Printing

Selective Laser Sintering

LLM / LOM

3D-P

SLS

Filament-Extrusion mit geheiztem Druckkopf

Materialschichten verkleben; Konturen schneiden

Klebstoff/Binder in Pulverschicht drucken

Aufschmelzen (Laser) und verfestigen

(amorphe) Thermoplaste

Papierblätter oder Polymerfolien

Pulver aller Art (Gips, Polymer, Metall,…)

(teilkristalline) Polymerpulver

FDM (home)

FDM (industry)

Mechanische Eigenschaften

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Thermische Eigenschaften

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Langzeitstabilität

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Bauteilpräzision

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Reinigung und Postprocessing

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Oberflächenbearbeitung

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Einsatzfeld

RP

RP

RP

RP

RP/(AM)

RP

RP

RP / AM

RP = Rapid Prototyping; AM = Additive Manufacturing

Tabelle: Übersicht über die verschiedenen additiv arbeitenden Verfahren mit ihren Stärken und Schwächen.

industrie, Rüstungsindustrie, Automotive, Medizintechnik, Elektronik, Möbelindustrie, Schmuckindustrie, Sportgeräteindustrie und Werkzeug- und Formenbau. Mit den additiven Technologien kann die Zeit zwischen der Fertigstellung der Konstruktionszeichnung und dem Produktionsbeginn minimiert werden bzw. die Produktion direkt mit einem AM-Verfahren umgesetzt werden. Einige bereits etablierte Geschäftsmodelle (personalisierte Bohrschablonen bei Operationen, individuelle Zahnprothetik, komplexe Möbelgleiter, individualisierte Filtersysteme) belegen schon heute den wirtschaftlichen Einsatz der AM-Technologien. Bei vielen Kundenprojekten bei Inspire, irpd, steht inzwischen der industrielle Einsatz der Teile im Vordergrund vor der Verwendung als Prototyp (RP-Teil). In technologisch orientierten Ländern und Regionen dieser Welt existieren viele staatliche Programme und Roadmaps zum Einsatz und zur Zukunft des «Additive Manufacturing». In China, USA, England, Belgien, Singapur, um nur einige zu nennen, werden erhebliche öffentliche Gelder in die 8

Weiterentwicklung der Technologie investiert. Alle sehen die AM-Technologie als eine Schlüsseltechnologie für die Produktion der Zukunft.

Herausforderungen Einig sind sich aber alle Trendforscher, Vorhersagen und Roadmaps darin, dass auf dem Weg zur breiten industriellen Akzeptanz noch einige Herausforderungen warten. Unabdingbar ist die Weiterentwicklung und Verbreiterung des aktuellen Materialportfolios. Die aktuelle Werkstoffauswahl ist zu gering, um die vielfältigen Ansprüche der Industrie abdecken zu können. Werkstoffklassen, die hier zu nennen sind: Technische Thermoplaste im Allgemeinen und mit spezifischen Eigenschaften (z. B. flammhemmend), biokompatible und biologisch abbaubare Werkstoffe, Composites, Keramiken und farbige Werkstoffe. Speziell der Erweiterung der Werkstoffauswahl hat sich Inspire, irpd, verschrieben. Sowohl bei den Kunststoffpulvern als auch im Bereich der Metalle laufen einige Pro-

jekte, die hier zu einer positiven Entwicklung beitragen sollen. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist die Verbesserung der Oberflächenqualität der AM-Bauteile. Die Notwendigkeit zur Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen muss minimiert werden. Automatisierte Nachbearbeitungsprozesse vom Auspacken der Teile über das Reinigen bis zum Endfinish sind zu entwickeln. Das AM-Equipment und die zugrundeliegenden Fertigungsprozesse sind weiter zu optimieren. Prozessgeschwindigkeiten, Bauteildimensionen, Multimaterialverarbeitung, Rüstzeiten und Datenaufbereitung sind hier nur einige Stichworte. Die gesamte Prozessstabilität und die Reproduzierbarkeit müssen an die Standards anderer Fertigungsprozesse angepasst werden bei gleichzeitiger Reduktion der Betriebskosten. Hinsichtlich der Bauteileigenschaften gibt es noch weiteren Optimierungsbedarf, vor allem im Bereich der mechanischen Eigenschaften und der Langzeitbeständigkeit. Zudem erwartet die Industrie geeignete Normen, die verlässliche Eigenschaften 9/2014


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definieren und festlegen. Ohne eine geeignete Standardisierung wird der Weg für AM in die Industrie steinig. Das wurde bereits erkannt und sowohl bei ASTM als auch bei ISO und CEN wird mit Hochdruck an entsprechenden Dokumenten gearbeitet. Dies geschieht zum grossen Teil in gegenseitiger Absprache, so dass berechtigte Hoffnungen bestehen, dass weltweit gültige identische Industrie-Standards für Additive Manufacturing in Kürze vorliegen.

Ausblick Im Gegensatz zu den teilweise überzogenen Darstellungen in der Tagespresse handelt es sich bei den 3D-Druck-Verfahren nicht um die «eierlegende Wollmilchsau». Es wird noch eine Weile dauern, bis wir ganze Häuser, Autos, menschliche Organe oder Lebensmittel ausdrucken werden, obwohl an solchen Projekten in den For-

DRUCKWASSERGERÄT TT-DW1609kW

A dditive F ertig u ng

schungslabors der Hochschulen intensiv gearbeitet wird. Die technologische Reifekurve (Gartner Hype Cycle) zeigt klar, dass hier den teilweise stark überzogenen Erwartungen noch das Tal der Enttäuschung folgen wird. Dennoch sollten die Unternehmen jetzt die neuen Möglichkeiten, die das Additive Manufacturing bietet, eruieren und versuchen für ihre Zwecke einzusetzen. Dies erfordert in den Unternehmen aber ein Umdenken in mannigfaltigen Bereichen. In der Produktgestaltung und -konstruktion ergeben sich völlig neue Ansätze. «SupplyChains» und Geschäftsmodelle werden sich im Umfeld von Additive Manufacturing stark verändern. Die Massenproduktion in Billiglohnländern wird umgelagert zu einer dezentralisierten Herstellung stark spezifischer Bauteile «vor Ort». Die Logistik verschiebt sich von den Bauteilen zu den Bauteildaten.

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Das Additive Manufacturing wird sich in Zukunft in den Reigen der verschiedenen Produktionstechnologien eingliedern und immer dann zum Einsatz kommen, wenn Kleinserien hochkomplexer Bauteile produziert werden sollen. Deshalb ist es auch ein wesentlicher Punkt, dass die AM-Technologien in die Ausbildung junger Ingenieure integriert und das Verständnis für AM in den Konstruktionsabteilungen der Industrie verbessert wird. Nur wer die Möglichkeiten der Technologie bezüglich Design und konstruktiver Freiheit kennt, kann deren Vorteile gewinnbringend nutzen. Kontakt inspire AG, irpd Lerchenfeldstrasse 5 CH-9014 St. Gallen Telefon +41 (0)71 274 73 10 irpd@inspire.ethz.ch www.inspire.ethz.ch/irpd

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Von einer fertigungsgerechten zu einer funktionsgerechten Konstruktion

Möglichkeiten einer «neuen» Technologie 3D-Drucken erfährt aktuell eine hohe mediale Aufmerksamkeit und die dabei geweckten Erwartungen reichen bis zu einer neuen industriellen Revolution. Auch wenn diese Prognose sicherlich das Symptom eines Hypes ist, lohnt sich für Unternehmen ein realistischer Blick auf die Möglichkeiten, die diese noch jungen Fertigungsverfahren bieten.

Additive Fertigung oder 3D-Druck? Bei diesem Blick offenbart sich den Unternehmen, dass es in der aktuellen Diskussion nicht das eine Verfahren «3D-Druck» gibt, sondern unter dem Begriff eine ganze Reihe von Verfahren mit unterschiedlichen Prozessen und sehr unterschiedlichen Eigenschaften zusammengefasst werden. Die Verfahren sind alle in den letzten 30 Jahren entstanden und sind damit vergleichsweise jung. Aufgrund dieser relativ kurzen Zeit haben sich noch nicht in allen Bereichen stabile Begriffe ausgebildet. Im professionellen Umfeld werden alle Verfahren, bei denen Bauteile anhand eines 3D-CADModells schichtweise aus einem formlosen oder formneutralen Stoff aufgebaut werden, als additive Fertigung bezeichnet. Dieser Begriff hat sich auch in der gemeinsamen Norm ISO / ASTM 52921 sowie in der VDI-Richtlinie VDI3404 für die Verfahren etabliert, die momentan von Laien als «3DDruck» bezeichnet werden. Die additiven Fertigungsverfahren haben gemeinsam, dass sie keine individuellen Werkzeuge benötigen, sondern lediglich ein 3-dimensionales, digitales Modell von dem Bauteil. In der Datenvorbereitung wird beim Slicen dieses Modell in Scheiben geschnitten und mit diesen Schichtinformationen wird der Fertigungsprozess gesteuert. In einem zyklischen Prozess wird eine Schicht Material aufgebracht, verfestigt und anschliessend das Bauteil für die nächste Schicht positioniert. Der schichtweise Auf1 Christoph Klahn, Bastian Leutenecker, Prof. Dr.-Ing. Mirko Meboldt, Produktentwicklung und Engineering Design, ETH Zürich, CH-8092 Zürich

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Pulverschicht auftragen

Slicen

3D-CAD

Belichten Bauteil entnehmen Quelle: Poprawe 2005

 hristoph Klahn, Bastian C Leutenecker, Mirko Meboldt1

Absenken Bild 1: Fertigungsprozess der pulverbettbasierten, laseradditiven Fertigung.

bau führt zu einer Stufenbildung auf geneigten Oberflächen, die bei grossen Schichtdicken sehr ausgeprägt ist. Die Verfahren der additiven Fertigung unterscheiden sich in den verarbeiteten Materialien und wie die einzelnen Schritte des Zyklus technisch durchgeführt werden. Die Bandbreite der Verfahren reicht vom Aushärten von flüssigen Photopolymeren bei der Stereolithografie, über das Verfestigen von Pulvern durch Aufsprühen von Klebstoff (dem eigentlichen «3D-Drucken») bis zum Verschweissen von Metallpulver mit einem Laserstrahl beim Selective Laser Melting. Es existiert eine Vielzahl an Verfahren, die jeweils eine andere Kombination der unterschiedlichen Elemente darstellt. An dieser Stelle sollen daher nur die drei Verfahren mit der höchsten Relevanz für die Herstellung von Produkten für industrielle und private Endkunden vorgestellt werden. Am prominentesten in den Medien vertreten ist das Fused Deposition Modelling

(FDM). Dieser Prozess baut einen Körper auf, indem ein Kunststoffdraht durch eine beheizte Düse gedrückt wird, die sich über die Bauplattform bewegt. Die mechanischen Eigenschaften sind in Aufbaurichtung deutlich schlechter als in der Bauebene und liegen insgesamt unter den Werten, die in spritzgegossenen Teilen erreicht werden. Da in den letzten Jahren einige grundlegende Patente für das Verfahren ausgelaufen sind, gibt es einfache FDM-Geräte schon ab Tausend Franken im Elektronikmarkt. Professionelle Geräte sind teurer, liefern dafür aber eine bessere Prozessstabilität und eine Bauteilqualität, die für Funktionsprototypen ausreicht. Für Bauteile, die dauerhaft in Industrieanwendungen und bei privaten Endkunden eingesetzt werden sollen, bieten sich die Verfahren Selective Laser Sintering (SLS) für Kunststoffteile und Selective Laser Melting (SLM) für Metallteile an. Beide arbeiten nach einem ähnlichen Verfahrensprinzip, welches in Bild 1 dargestellt ist. 9/2014


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zeugstähle bis zu Leichtbaulegierungen aus Aluminium und Titan. Mit Selective Laser Sintering aus Kunststoff und mit Selective Laser Melting aus Metall hergestellte Bauteile sind in ihren mechanischen Eigenschaften weitgehend isotrop und vergleichbar mit konventionellen Materialien. Die additiv gefertigten Produkte sind daher genauso belastbar und verwendbar wie konventionelle Bauteile. Der Vorteil dieser Verfahren liegt in den Möglichkeiten, die

diese Verfahren in der Produktgestaltung bieten.

Design for Additive Manufacturing Aus Sicht der Gestaltung ist die wesentliche Eigenschaft der additiven Fertigungsprozesse die Zerlegung eines komplexen dreidimensionalen Fertigungsproblems in einfache zweidimensionale Prozessschritte während der Datenvorbereitung. Für die

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Ausgangsmaterial für den Prozess ist ein feines Pulver, welches von einem Beschichter als dünne Schicht auf eine Bauplattform aufgetragen wird. Ein Laserstrahl schmilzt es dort entsprechend der aktuellen Schicht auf. Anschliessend wird die Bauplattform um die Schichtdicke abgesenkt und eine neue Pulverschicht aufgetragen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver verbleibt als Pulverbett bis zum Ende des Bauprozesses im Bauraum. Der wesentliche Unterschied zwischen SLS und SLM resultiert aus den unterschiedlichen Schmelzpunkten von Kunststoffen und Metallen. Beim SLS wird der Bauraum bis kurz unterhalb des Schmelzpunktes aufgeheizt und ein CO2-Laser bringt nur wenig Energie ein, um das Kunststoffpulver gezielt aufzuschmelzen. Das umgebende Pulverbett verfestigt sich durch die hohe Bauraumtemperatur leicht und stützt so das Bauteil. Die Verarbeitung von Metallen im Selective Laser Melting-Verfahren erfordert höhere Temperaturen. Die hierfür erforderliche Energie wird durch Faserlaser mit einer Laserleistung von bis zu 1000 W eingebracht. Damit das Bauteil sich nicht während des Prozesses durch die thermischen Spannungen aus dem fokussierten Energieeintrag verformt und um die eingebrachte Wärme aus dem Bauteil abzuleiten, sind Stützstrukturen erforderlich. Diese werden parallel zu dem Bauteil aus dem gleichen Material aufgebaut und können, nachdem eine Wärmebehandlung die Spannungen abgebaut hat, entfernt werden. Die Auswahl an verfügbaren Werkstoffen für die additiven Fertigungsverfahren wächst durch die zunehmende Verbreitung in unterschiedliche Branchen. Diese erzeugen mit ihren Anforderungen und dem Wunsch, weiterhin mit ihren vertrauten Werkstoffen zu arbeiten, einen Market-Pull der die Anlagen-, Material- und Prozessentwicklung beschleunigt. Für den SLS-Prozess sind in den letzten Jahren zu den bisherigen Blends auf PA12-Basis noch weitere Sorten, wie beispielsweise Polypropylen und Polystyrol, gekommen. Mit SLM lassen sich fast alle pulverisierbaren und schweissbaren Metalle verarbeiten. Die von Dienstleistern angebotene Materialpalette reicht von Edelmetallen für die Dental- und Schmuckindustrie, über verschiedene rostfreie Stähle und Werk-

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Fertigungskosten

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konventionelle Verfahren kostenlose Komplexität

additive Fertigung

Komplexität Kostenvorteil konventionelle Verfahren

Kostenvorteil additive Fertigung

nur mit additiven Verfahren möglich

Bild 2: Keine Kosten durch die Bauteilkomplexität bei AM.

Herstellung einer Bauteilschicht ist es unerheblich, wie die vorangegangene Schicht aussah und welche Schichten noch folgen. Auch die Komplexität der aktuellen Schicht hat keinen Einfluss auf die Verarbeitungszeit, sondern nur die zu belichtende Fläche und die Anzahl der Schichten bestimmen die Prozesszeit. Die Kosten für ein Bauteil werden daher im Wesentlichen durch das Volumen und die erforderliche Baujobhöhe bestimmt. Der Vergleich mit konventionellen Fertigungsverfahren in Bild 2 zeigt das Potenzial, welches sich daraus ergibt. Bei diesen steigen die Fertigungskosten mit der Komplexität des Bauteils an bis zu dem Punkt, an dem das Verfahren physisch nicht mehr in der Lage ist, das Bauteil herzustellen. Bei diesen Verfahren bedeutet eine fertigungsgerechte Bauteil-

gestaltung, dass der Konstrukteur Abstriche bei der Leistungsfähigkeit und der Funktion macht, um die Fertigungskosten gering zu halten. Eine Bauteilgestaltung für die additive Fertigung zielt genau in die entgegengesetzte Richtung: Die Bauteilform auf die beste Erfüllung der Anforderungen hin zu optimieren und dabei bewusst komplexere Geometrien zu realisieren. Zu diesem Wechsel von einer fertigungsgerechten zu einer funktionsgerechten Konstruktion kommt noch die Anwendung von Leichtbauprinzipien, um das Bauteilgewicht zu reduzieren und so die Fertigungskosten zu senken. Ein weiterer Kostenvorteil der additiven Verfahren gegenüber den konventionellen Verfahren ist, dass die Fertigung

mannlos und ohne individuelle Werkzeuge oder Vorrichtungen erfolgt. Es ist daher – bei gleichem Gesamtvolumen und Bauhöhe – unerheblich, ob identische Teile, Varianten eines Bauteils oder grundverschiedene Teile gefertigt werden. Dies ist ein Erbe des Rapid Prototypings und bietet nicht nur in der Produktentwicklung einen Vorteil, sondern ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung von Kleinstserien und kundenindividuellen Einzelteilen. Für den sinnvollen Einsatz der additiven Fertigung ist es erforderlich, die beiden Kostenvorteile bei Komplexität und kleinen Stückzahlen gezielt zu nutzen. Die additive Fertigung ist vergleichsweise teuer gegenüber den reinen Fertigungskosten von konventionellen Verfahren. Daher muss diesen Kosten ein zusätzlicher Nutzen für die Firma oder den Kunden entgegengestellt werden. Wie dieser Mehrwert bei Kunststoffartikeln aussehen kann zeigen drei Beispiele.

Einsatzmöglichkeiten der additiven Fertigung in der Kunststoffindustrie Werkzeugbauer kennen die additive Fertigung seit etwa 10 Jahren als ein Mittel, um konturnahe Kühlungen in komplexen Werkzeugeinsätzen zu realisieren. Die geometrische Gestaltungsfreiheit des Selective Laser Meltings wird hierbei ausgenutzt, um Kühlkanäle optimal entlang der Werkzeugoberfläche zu platzieren. Die so verbesserte Kühlung ermöglicht eine höhere Qualität der Kunststoffartikel

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Quelle: Leutenecker et al. 2013

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Bild 3: Reflektorhalter für einen medizinischen Stosswellenemitter.

mit weniger Verzug und Einfallstellen und verkürzt gleichzeitig die Zykluszeit. Beides bedeutet für den kunststoffverarbeitenden Betrieb mehr Gutteile in einer Schicht und die höhere Qualität und Produktivität gibt ihm einen Vorteil gegenüber Mitbewerbern. Bei neuen Produkten bietet Selective Laser Sintering die Möglichkeit, die Erprobung und die Markteinführung zunächst mit additiv gefertigten Kunststoffteilen in den ersten ausgelieferten Einheiten durchzu-

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führen. Dies verschiebt zum einen die Investition in teure Spritzgiesswerkzeuge in eine Phase, in der das Produkt bereits Umsatz generiert. Zum anderen können die Rückmeldungen der ersten Kunden in das finale Design der Kunststoffartikel eingearbeitet und so Änderungen an einem bestehenden Werkzeug vermieden werden. Beides spart dem Unternehmen Kosten und reduziert das Risiko der Markteinführung. Während in dem vorangegangenen Szenario noch ein weitgehend konventionelles Design gewählt wird, um den späteren Wechsel auf Spritzgiessen zu ermöglichen, kann gerade bei Produkten für Nischenmärkte auch eine freiere Gestaltung gewählt werden. Durch die erwartete geringe Stückzahl von wenigen tausend Einheiten pro Jahr fallen die Werkzeugkosten hier besonders ins Gewicht. Dieser Weg wurde bei dem Reflektorhalter in Bild 3 gewählt. Das Bauteil ist das zentrale Element eines Stosswellenemitters für die ärztliche Behandlung von orthopädischen Problemen wie beispielsweise Arthrose. In dem Bauteil strömt Wasser um zwei Elektroden. Eine Hochvoltentladung zwischen diesen erzeugt eine Stosswelle; diese wird durch die Bauteilform gebündelt und in das Gewebe des Patienten geleitet. Durch die Entscheidung für ein additiv gefertigtes Bauteil konnten die hierfür erforderlichen Funktionen in ein einziges Bauteil integriert werden. Dies sparte nicht nur Fertigungs- und Montagekosten, sondern er-

möglichte ein kompaktes und leichtes Design, was gerade bei handgeführten Geräten ein wichtiger Faktor für den Bediener ist. Das Produkt hat durch die Ausnutzung der Möglichkeiten der additiven Fertigung einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil gegenüber Konkurrenzprodukten erhalten. Durch die Vielseitigkeit der additiven Fertigung hinsichtlich der Prozesse, Materialien und Gestaltungsmöglichkeiten ergeben sich neue Wege in der Produktentwicklung. Wenn Unternehmen diese Chance rechtzeitig erkennen, dann können sie hieraus neue Geschäftsmodelle entwickeln. Hierzu ist es allerdings erforderlich, sich mit den Technologien auseinander zu setzen und sich den Chancen und Herausforderungen der Verfahren zu stellen. Hier besteht durch Forschungseinrichtungen und Technologietransfereinrichtungen das Angebot, Unternehmen bei der Identifizierung der Potenziale im Kontext der eigenen Produkte mit dem spezifischen Know-how über die neuen Verfahren und Materialien zu unterstützen.

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Nachhaltiges 3D Printing

Chance für die grüne Wirtschaft? Der weltweite Markt für 3D Printing, auch additive Fertigungsverfahren genannt, wird erwachsen: 2013 wurde die zweite Umsatz-Milliarde geknackt, bis 2017 soll sich der Markt auf USD 6 Milliarden verdreifachen und 2021 bereits USD 11 Milliarden erreichen. Auch die Schweizer Wirtschaft und Gesellschaft erkennt zunehmend, dass das Phänomen 3D Printing die Welt von morgen prägen und verändern wird. Die Frage ist: wie, wie schnell – und mit welchen Folgen für die grüne Wirtschaft?

Bild: Fotolia, Packelle

Christian Häuselmann1 General Electric erwartet, dass 50 % ihrer Produkte in Zukunft direkt oder indirekt von 3D Printing beeinflusst sein werden. Das White House in Washington DC hat eine 3D Printing Initiative lanciert, die mit einer Milliarde USD dotiert ist. In Shanghai werden 300 FabLabs eröffnet, wo Jung und Alt spielerisch die Potenziale des 3D Printings erkunden können. 1988 wurden die ersten 3D Printing Maschinen ausgeliefert und für kommerzielle Anwendungen eingesetzt. Heute zeichnet sich ab, dass diese neue Technologie die globalen Produktions-, Logistik- und Businessmodelle herausfordern und verändern wird. Und dies mit einer rasch zunehmenden Dynamik. Es brauchte zwanzig Jahre, um die erste Umsatzmilliarde in diesem Markt zu erreichen. Fünf Jahre später folgte die zweite Milliarde, und 2015 – also in nur zwei weiteren Jahren – soll bereits die nächste Verdoppelung erreicht werden. Die rege Aktivität bei Firmenakquisitionen stützt diese Annahme. GE Aviation hat im November 2012 die beiden Firmen Morris Technologies und Rapid Quality Manufacturing aus Ohio übernommen und damit neben dem Maschinenpark auch 130 hochqualifizierte 3D Printing-Experten in ihre Supply Chain integriert. GE Aviation investiert stark in diesen Bereich, unter anderem, um mit 3D Printing auf die steigende Nachfrage nach Jet-Antrieben und entsprechendem Zeit- und Kostendruck zu reagieren. Eine aggressive Wachstumsstraregie verfolgt auch die Firma 3DSystems Christian Häuselmann ist Mitgründer swisscleantech und Chairman der Global Cleantech Cluster Association (GCCA). 1

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Alles, was es für die Herstellung von 3D-Teilen braucht sind eine Software zur Aufbereitung der 3D-CAD Daten, geeignetes Material und eine 3D-Fertigungsanlage.

aus Rock Hill, North Carolina. In den letzten vier Jahren wurden über 30 Firmen aufgekauft. Alleine im Jahr 2012 wurden mehr als USD 180 Millionen für neun Firmen investiert. Die gekauften Firmen decken Scanning Technologien, Software-Plattformen oder Maschinenhersteller ab, welche Schokolade- und Zuckerformen drucken können. Diese Breite zeigt einerseits das Marktpotenzial, andererseits aber auch die Herausforderungen und Unsicherheiten bei strategischen Unternehmensentscheiden: was werden die erfolgversprechendsten Geschäftsfelder sein – wer die Gewinner und Verlierer?

Zwei Segmente: Industrieund Heimanwendungen Der Markt ist in zwei klare Hauptsegmente unterteilt: die Industrie- und die Heimanwendungen. Bei den industriellen Anwendungen kosten die 3D-Druckmaschinen mehrere Hunderttausend Franken. Zunehmend werden damit nicht nur Prototypen oder Kleinserien produziert, sondern auch komplexe Bauteile, welche als Fertigprodukt direkt in Gesamtsysteme integriert werden. Dies führt zu höheren Anforderungen an solche Maschinen, was auch den Trend zu steigenden Verkaufs9/2014


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preisen in diesem Segment erklärt. Der Markt wird sich auch deshalb stark weiterentwickeln, weil bereits erste 3D Printing Patente auslaufen. Damit öffnen sich Türen für neue Marktteilnehmer und belebende Konkurrenz. Bei 3D-Druckmaschinen für den Heimbereich ist genau der umgekehrte Trend zu beobachten: kosteten die Maschinen vor wenigen Jahren noch mehrere Tausend bis Zehntausend Franken, bietet heute zum Beispiel PrintrBot ein Modell bereits ab 350 Franken an. Die Verkaufszahlen in diesem Segment zeigen denn auch starke Wachstumsraten, die Bekanntheit und Anwendungen in der breiten Bevölkerung nehmen markant zu.

Spielerisches Lernen in FabLabs Zur breiten Adoption tragen auch die sogenannten FabLabs bei. Diese physischen Labors oder Shops erlauben die spieleri-

sche Annäherung an die 3D Printing Technologien, mit der konkreten Anwendung von CAD-Software, Printern und Materialien, Das FabLab-Konzept wurde am MIT in Boston entwickelt und verbreitet sich weltweit in eindrücklichem Tempo. In der Schweiz ist Roman Jurt ein FabLab-Pionier, er hat die Gründung und den Aufbau der FabLabs in Luzern und Zürich massgeblich geprägt. Zur Zeit gibt es in der Schweiz sieben FabLabs, zwei weitere sind in Planung. Zum Vergleich: alleine in Shanghai sollen rund 300 FabLabs eröffnet werden. Unter der vorsichtigen Annahme, dass pro FabLab in Shanghai hundert Personen täglich eine Stunde arbeiten, ergibt dies rund 9 Millionen Arbeitsstunden pro Jahr. Es ist eine rein statistische Logik, dass daraus erfolgreiche neue Firmen und Geschäftsmodelle entstehen werden. Die Schweiz weist hier einen enormen Aufholbedarf auf. Für den Ausbildungsbereich und insbesondere die MINT-Problematik ist 3D Printing geradezu als pädagogisch-didaktischer

Steilpass zu bezeichnen: der Zugang junger Talente zu Mathematik, Informatik, Natur wissenschaften und Technik kann nicht auf faszinierendere Art und Weise vermittelt werden.

Parallelen zur Uhrenkrise der 80er Jahre? Bemerkenswerter Aufholbedarf besteht auch auf Seite der Industrie: unter den dreissig weltweit führenden Anbietern im 3D Printing findet sich keine einzige Firma aus der Schweiz. Aus Europa und dabei vor allem aus Deutschland kommen sechzehn Firmen, aus China sieben, aus den USA fünf und zwei aus Japan. Dies erstaunt, nimmt doch die Schweizer Maschinenbau- und Präzisionsindustrie seit Jahrzehnten international Spitzenplätze ein. Auch wenn die Auswirkungen dieses Rückstands nicht so dramatisch ausfallen dürften wie in den 80er Jahren während der Uhrenkrise, sind doch Parallelen erkenn-

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bar: damals wurden die Potenziale der neuen digitalen Technologien falsch eingeschätzt, bestehende Strategien und Businessmodelle nicht frühzeitig hinterfragt und neu ausgerichtet. Erfolgreiche Firmen und ein ganzer Wirtschaftssektor sind deswegen in eine existenzbedrohende Krise geschlittert. Heute stellt sich die Situation differenzierter dar: Schweizer Firmen sind zwar nicht als Maschinenanbieter, jedoch in der Anwendung von 3D Printing aktiv, zum Beispiel im Prototyping oder in der Medizinund Dentaltechnik. Es wäre jedoch zu wünschen, dass sich die Schweiz im 3D Printing noch gerade rechtzeitig mit einer gezielten, proaktiven Strategie eine starke internationale Wettbewerbsposition erarbeitet. Die Grösse und Wichtigkeit dieser globalen Marktentwicklung erlaubt schlicht kein Abseitsstehen und zudem bieten sich interessante Anwendungen in Schweizer Kernkompetenzen wie etwa der Materialforschung, Oberflächenbehandlung oder der Prozessoptimierung. Als wissensfokussierter Werkplatz sollte in der Schweiz insbesondere auch ein Fokus auf die Entwicklung innovativer Serviceund Businessmodelle gelegt werden. Die Firma 3D-Activation aus Thun zum Beispiel hat ein interessantes Brokermodell entwickelt und vermittelt unter anderem freie 3D-Printing Kapazitäten für Industrie- und Heim-Anwendungen. Erfreulich ist, dass im Juni 2014 in Luzern die Initiative swiss3Dprinting zur Förderung der additiven Fertigungsverfahren lanciert wurde mit dem Ziel, das Innovations- und Kreativitätspotenzial dieser Technologien besser zu nutzen und damit den Werk- und Denkplatz Schweiz konkret zu stärken.

Was heisst 3D Printing für die grüne Wirtschaft? Es ist verständlich, dass zu Beginn einer technologischen Revolution das Neue, das technisch Machbare fasziniert und begeistert – das Entwickeln von Szenarien zur Abschätzung der Technologiefolgen und Umwelteinflüsse hat geringe Priorität. Erste Studien zum Beispiel mit Vergleichen des Energieverbrauchs von herkömmlichen Fertigungsverfahren und 3D Printing wurden mittlerweile publiziert. Umfassende 16

Bild: Fotolia, Adrian Ille

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LCA-Analysen (Lebenszyklusanalysen) mit breit definierten Systemgrenzen fehlen jedoch, konkrete Aussagen mit volkswirtschaftlicher und politischer Relevanz können nicht abgeleitet werden. Bei einer Technologie mit solch tiefgreifendem Veränderungspotenzial sind hier deutlich bessere Grundlagen zu erarbeiten. Neben dem Energieverbrauch interessieren insbesondere die Beschaffenheit der Materialien, Auswirkungen auf Abfall- und Logistikströme oder Wechselwirkungen von zentraler und dezentraler Produktion. Welche Gesamtumweltbilanz ergibt sich zum Beispiel, wenn Ersatzteile in Zukunft nur noch auf Bedarf und lokal vor Ort hergestellt werden – ohne zentrale oder rollende Lager? Der Wirtschaftsverband swisscleantech hat deshalb das Thema 3D Printing und Nachhaltigkeit aufgegiffen und in einer ersten Workshop-Serie im März 2013 in San Francisco, Bangalore und Shanghai vertieft. Seit Oktober 2013 realisiert swisscleantech in Kooperation mit eco-net.ch eine Serie mit 15 Workshops in der ganzen Schweiz, und am zweiten Biomimicry Europe Innovation and Finance Summit vom 4. und 5. September 2014 in Zürich wurde das Leitthema 3D Printing und Nachhaltigkeit bearbeitet. Die wichtigsten Erkenntnisse fliessen nun in die Cleantech Ressourcenstrategie ein, welche von swisscleantech zur Zeit erarbeitet wird.

Die Natur als Vorbild Gerade im Bereich 3D Printing lohnt sich ein Blick in den Wissensschatz der Natur. Erstens erstellt sie sämtliche Bauteile mit wenigen, natürlichen Materialien: Fett, Zucker, Amino- und Nukleinsäuren, Lignin sowie Mineralien. Verschiedene Forscher

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und Unternehmen arbeiten daran, für 3D Printing-Materialien diesen Ansatz umzusetzen, was die Realisierung von lokalen, geschlossenen Kreisläufen ermöglichen würde. Zweitens konstruiert die Natur von innen nach aussen und produziert dabei erst noch keinen Abfall. Die Logik heutiger Konstruktions- und Fertgiungsverfahren ist gerade umgekehrt: Material wird von aussen nach innen bearbeitet, wie etwa beim Drehen und Fräsen von Bauteilen in der Metallindustrie, mit entsprechend hohen Abfallanteilen. Diese können zwar zumindest teilweise wiederverwertet werden, was aber selbst wieder Material- und Energieeinsatz bedingt. Es wird spannend sein im Detail zu untersuchen, welche Vorteile bezüglich Kosten- und Ressourceneffizienz mit 3D Printing gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren erzielt werden können, etwa bei der Verarbeitung von hochwertigen Materialien wie Keramik. Zukünftige Ausbildungskonzepte von Fachleuten müssen diese neue Logik und Denkweise übernehmen und sich vermehrt an der Natur orientieren. Sonst wird eine Denkweise vermittelt, welche ein effizientes Nutzen der Potenziale des 3D Printings gar nicht erst ermöglicht. Dass sich ein proaktiver Umgang mit dem Thema 3D Printing wirtschaftlich rechnet, zeigt die Firma Sonova aus Stäfa, weltweiter Hörgeräte-Marktführer. Seit Jahren investiert Sonova strategisch in die Digitalisierung ihrer Produktionsprozesse und Kundenbeziehungen. Heute werden Hörgeräte dank 3D Printing als Massenprodukt individuell gefertigt – mit einem einzigartigen Zusatznutzen: 3D Printing erlaubt die Konstruktion eines optimierten Hörkanals, welcher mit bisherigen Werkzeugen und Technologien schlicht nicht realisierbar war.

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IÖW-Studie zu 3D-Druck

Potenzial dezentraler Produktion für Nachhaltigkeit Mit der breiten Zugänglichkeit des 3D-Drucks steht ein Wandel der Produktionskulturen bevor. Forscher des Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, Berlin, erstellten eine Ökobilanz von 3D-Druck und kommen zum Schluss: Die dezentrale Produktion bietet Chancen für die Entlastung der Umwelt, ist aber kein Selbstläufer.

Quelle: hainichfoto, fotolia

künftig werden immer mehr Produkte dezentral am 3D-Drucker hergestellt. Doch diese Bottom-up-Lösung als Hoffnungsträger für zukunftsfähige Produktionssysteme zu sehen, da etwa weniger Ressourcen, Transport und Logistik gefordert wären, greift zu kurz. In unserer Studie zeigen wir, dass nur unter speziellen Bedingungen Dezentralisierung zu einer Entlastung der Umwelt führen würde.»

Ökobilanz des 3D-Drucks abhängig vom Anwendungsfall 

 Eine Welt ohne Internet? Nicht mehr vorzustellen. Die Vernetzung und Digitalisierung der Gesellschaft schreitet weiter voran. Welchen Einfluss dies auf Produktion und Konsum hat, untersuchte das Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) gemeinsam mit Partnern in der jüngst erschienenen Studie «Dezentrale Produktion, 3D-Druck und Nachhaltigkeit». Ihr Fazit: Für die Umwelt bietet der Trend weg von zentraler Massenproduktion Chancen, die allerdings nicht überbewertet werden dürfen. Dezentralisierung der Technologie allein reicht nicht aus. Es braucht auch neue Protagonisten für Nachhaltigkeit, die die neuen Technologien so einsetzen, dass sie soziale und ökologische Vorteile erschliessen. Die sogenannte «Maker»-Bewegung, die auf Kreativität statt auf grosse Fabriken setzt, könnte hier eine wichtige Rolle spielen oder auch eine Renaissance des Do-itYourself. 
 
 Hauptautor der Studie Ulrich Petschow: «Die Dezentralisierung bietet unglaubliche technologische Potenziale, wie es sie seit dem Aufkommen der Massenproduktion noch nie gab. Es klingt so verlockend: Zu9/2014

Die Studie hat hierfür Anwendungsfelder wie die Herstellung einer Handyschale oder eines Flugzeugersatzteils untersucht, die Technologien des 3D-Drucks in der Praxis zum Teil bereits anwenden. Am Beispiel der Handyschale zeigen die Forscher, dass die Dezentralisierung der Produktion keineswegs per se zu einer Verminderung der Ressourcenverbräuche und der Umweltbelastungen beiträgt. Beim Flugzeugersatzteil können sich hingegen durchaus plausible Möglichkeiten eröffnen, in denen die Dezentralisierung der Produktion zu erwartbaren Umweltentlastungen führt, so die Studienergebnisse. 



trale Steuerung gearbeitet wird», so Petschow. «Solche Formen der Kollaboration gibt es in ersten Ansätzen auch im Bereich der materiellen Produktion. Wenn die Crowd beginnt, sich zur Herstellung von Waren zu vernetzen, demokratisiert sich die bisher monopolisierte Welt der Produktion. Es entsteht Wertschöpfung 2.0», so Petschow. «Die Herausforderung wird sein, diese neuen Möglichkeiten konsequent für eine Nachhaltigkeit 2.0 zu nutzen.»


Über das Projekt Die Studie entstand in dem Forschungsprojekt «Potenziale von neuen Technologien, dezentraler und personalisierter Produktion vor dem Hintergrund des Leitbildes kohlenstoffarmer Wirtschaft», das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Innovations- und Technikanalyse gefördert wurde (FKZ: 1611615). Für die vertiefende Fallstudie zur Logistik hatte Prof. Dr. Heike Flämig der TU Hamburg-Harburg die Federführung, die Fallstudie zu den Umweltwirkungen erarbeitete Michael Steinfeldt von der Universität Bremen.

Nutzer kollaborieren in der digitalen Welt

 Doch es ist nicht nur wichtig, wie produziert wird, sondern auch durch wen. Da Massenproduktion und -konsum in heutiger Form weder sozial noch ökologisch nachhaltig sind, bilden sich immer mehr Netzwerke, in denen Nutzerinnen und Nutzer zusammenarbeiten. «Wikipedia und Linux mögen die prominentesten Beispiele dafür sein, wie gemeinschaftlich im offenen Austausch und ohne zen-

Kontakt Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH Potsdamer Strasse 105 D-10785 Berlin Telefon +49 (0)30 884 594-0 mailbox@loew.de www.ioew.de

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Fabrication Laboratory oder kurz: FabLab

Eine digitale «Do it yourself»-Werkstatt FabLab, ein Begriff, den bis vor ein paar Jahren kaum jemand kannte. Mit der «3D-Manie» rückt er stärker ins Bewusstsein und kommt auch langsam in der Schweiz auf Touren. Es gibt allerdings kein standardisiertes FabLab Modell. Gemeinsam ist die digitale Produktion sowie die Ausrüstung mit 3D-Druckern, Laser-Cuttern und CNCMaschinen. Stellvertretend für die FabLabs in der Schweiz hat KunststoffXtra die «Werkstatt» in Bern besucht.

Marianne Flury

Als Alternativmaterialien werden auch Laywood, ein Filament aus verleimten Holzspänen, und Laybrick, ein gipsartiges Filament, verarbeitet. Eine weitere Spezialität des Hauses sind wasser- oder zitronensaftlösliche Materialien als auswaschbare Stützstruktur. «Da sind wir noch in der Experimentierphase, aber im Ansatz klappt es schon», verrät Berger. Neben den 3D-Druck-Anlagen kann der Besucher sich auch im Lasercutting, an der Drehbank, im Fräsen und CNC-Fräsen versuchen. Weil das FabLab in Bern sich als zweites Standbein auf Elektronik fokussiert hat – im Speziellen auf Embedded Systems – gehören zur Einrichtung auch eine Werkbank mit Osziloskop, Lötkolben, eben allen Basics, die zur Elektronik gehören. «Es gibt nicht das FabLab in der Schweiz», informiert Berger. «Jedes FabLab hat neben

Bilder Marianne Flur y

Bild: FabLab Bern

Wie so manches stammt auch die FabLab Bewegung aus den USA, genauer vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ein FabLab bietet neben KMU auch Privatpersonen Zugang zu Fertigungsverfahren und stellt ihnen die verschiedenen Maschinen und Anlagen zur Verfügung. Grundsätzlich steht das FabLab allen offen, die mit einer Idee oder einer Musterzeichnung kommen und daraus ein 3D-Modell erstellen möchten. «Voraussetzung ist, dass sie einen Einführungskurs im FabLab besucht haben», erklärt Ramun Berger, der Mitinitiator der Werkstatt in Bern. Am Anfang jeder 3D-Fertigung stehen CAD-Daten. Das Erstellen dieser Daten ist auch Teil der FabLab-Kurse. Dazu stehen verschiedene einfache Zeichnungsprogram-

me für 3D-Modelle zur Verfügung. Zudem gibt es viele Objektdatenbanken, wo man Daten für ein gewünschtes Teil herunterladen kann. Oder man scannt das gewünschte Objekt einfach ein und erhält so die nötigen Druckparameter. Wer ein Einzelteil (einen Prototyp) herstellen will, kann dies in Bern mittels Fused Deposition Modelling (FDM) in kurzer Zeit tun. An Anlagen stehen ihm dazu 3D-Printer, Typ Ultimaker, zur Verfügung. Als Material kommt vorwiegend PLA, aber auch ABS und Nylon zum Einsatz. Die auf Rollen aufgewickelten Kunststoffdrähte – sogenannte Filamente – werden im Extruder erhitzt und über einen geheizten Druckkopf Schicht für Schicht aufgetragen. Ein Ultimaker mit zwei Austragdüsenköpfen ermöglicht die Herstellung eines 2K- resp. 2-Farben-Objekts.

Ramun Berger setzt die Farbkartusche beim Ultimaker ein.

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Ein Ultimaker druckt ein graues Gehäuse. Die Bauplattform startet oben und senkt sich Schicht für Schicht ab.

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PLA-Filamente in verschiedenen Farben.

dem 3D Drucken und 3D Gestalten eine Spezialität und wir tauschen uns dementsprechend auch untereinander aus.» Besucht wird das FabLab querbeet von Privatpersonen jeden Alters und Unternehmern. «Das hängt von der Jahreszeit ab. Vor

Werdegang des FabLab Bern Vor vier Jahren gründete Ramun Berger zusammen mit seinem Geschäftspartner Florian Baumgartner die 89grad GmbH, eine Firma für Innovation und Prototyping. Ziel und Zweck des Unternehmens ist es, Kunden mit Spezialwünschen zu beraten und Lösungen anzubieten. Vor drei Jahren wurde der erste 3D-Drucker angeschafft, nach Fehlschlägen und etliche Versuche später folgte ein zweiter Drucker. Um das Lösungsgeschäft von 89grad vom 3D-Geschäft zu trennen, nahmen die Geschäftspartner die Idee der ersten FabLabs in Luzern und Neuenburg auf und gründeten einen Ableger in Bern. 2013 erfolgte der Umzug an die Eigerstrasse in grössere Räumlichkeiten. Heute stehen für Maschinen und Anlagen 50 m2 zur Verfügung, zudem hat es genügend Platz für Büros und einen Plenarraum.

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Weihnachten kommen viele Leute, die ihre Weihnachtsgeschenke drucken (lassen) wollen; dann kommen Lehrer und Schüler, die Einführungskurse belegen oder ganze Projekte durchziehen. Aus der Industrie sind einerseits Einzelteile nachgefragt (Gehäusebau, Frontblenden, Ersatzteile), aber auch Musterteile, um designmässig auszuprobieren was herstellungstechnisch möglich ist, bevor man in den Spritzguss geht», erläutert Berger die Breite der Nachfrage. Heute steht das FabLab in Bern den Besuchern am Freitag offen. Personen, die den Einführungskurs absolviert haben, können die Maschinen auch die Woche hindurch benutzen. Auf Grund der steigenden Nachfrage sollen die Öffnungszeiten auf drei bis vier Tage pro Woche ausgedehnt werden. Das FabLab führt auch Projekte in Auftragsarbeit aus. Auch wenn die Anzahl der FabLabs weltweit von 120 im Jahre 2011 auf inzwischen gut 450 zugenommen hat und Berger vom Potenzial der Werkstätten überzeugt ist: mit der Entwicklung in der Schweiz zeigt er sich unzufrieden. «Wir sind daran, in der Schweiz das Ganze zu verschlafen. In den USA ist 3D Manufacturing ein Riesentrend und wird von der Regierung als Wachstumstreiber angesehen», gibt er zu bedenken. Zu sehr würden die 3D-Drucker von der Industrie belächelt, meint er. Für Berger ist der 3D-Druck ein Mittel, das den Zugang zu gewissen Technologien demokratisiert. «Jeder kann für 30 Franken ein Teil herstellen, zum Beispiel ein Ersatzteil für eine Kaffeemaschine.» Die Zukunft der 3D-Fertigung sieht er zweiteilig: Zum einen werde es die «Homedrucker» für Privatpersonen geben, zum anderen werde die Nachfrage nach speziellen Einzelteilen und Kleinserien steigen und das Outsourcing an entsprechend eingerichtete Firmen ankurbeln.

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Originalgetreue 3D Präsentationsmodelle

Feuerwehr – frisch aus dem 3D-Drucker

Die Rosenbauer International AG beauftragte die Anfertigung der 3D-Druck Präsentationsmodelle für einen Grosskunden. Vorausgegangen war ein Grossauftrag beim Hersteller für Feuerwehrfahrzeuge vom saudi-arabischen Innenministerium für die nationale Zivilschutzorganisation «Civil Defense». Die beiden Präsentationsmodelle im Massstab 1:20 und 1:87 wurden von der Rapidobject GmbH, dem Leipziger Spezialisten für die Fertigung von Prototypen und Kleinserien, hergestellt. Durch die langjährige Expertise in der Prototypenfertigung und mit den verschiedenen Rapid-PrototypingVerfahren – zu denen auch der 3D-Druck (3DP) zählt – setzte der Full-Service-Dienstleister sämtliche Produktionsschritte um. Zu Beginn des Projektes standen zweidimensionale Fotografien und Konstruktionsdaten des Grosstanklöschfahrzeuges der Baureihe CBS. Aus diesen Fotos galt es dreidimensionale Präsentationsmodelle zu modellieren, die ihrem Original zum verwechseln ähnlich sein sollten. Die besondere Herausforderung für die Experten lag in der Erstellung der digitalen 3D-Daten. Durch umfassende Modellierungsarbeiten mit der 3D-Grafiksoftware

CAD-Konstruktionsdaten.

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Blender, erarbeiteten sie aus den 2D-Informationen dreidimensionale CAD-Daten für die zu druckenden Modelle. Hierbei wurden einzelne Baugruppen generiert, die anschliessend für den 3D-Druck angepasst und aufbereitet wurden, wie beispielsweise die Schlauchanschlüsse, verschiedene Rohre, der Werkzeugkasten sowie die Befüllungsluken. Die digitale Zerlegung des Modells in einzelne Teile erleichtert die Nachbearbeitung und bietet sich besonders dann an, wenn die Teile anschliessend lackiert werden sollen. In weiteren Arbeitsschritten wurden u. a. das Fahrergestell, der Feuerwehrmann sowie die Aufbauten unter Verwendung der Blender-Software modelliert. Um Material und damit auch Kosten einzusparen, höhlten die Leipziger die digitalen Druckvorlagen einzelner Bauteile aus, wie zum Beispiel das Fahrerhaus oder den Wassertank. Hierdurch konnten 75 Prozent Material eingespart werden, was mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht möglich gewesen wäre. Nach der Erstellung und Optimierung der jeweiligen Baugruppen fügten die 3D-Modellierer die verschiedenen Einzelteile in

Bilder: Rapidobject

Für die Rosenbauer International AG, einem der weltweit führenden Hersteller von Feuerwehrfahrzeugen, fertigte die Rapidobject GmbH aus Leipzig detailgetreue Präsentationsmodelle des Grosstanklöschfahrzeuges CBS (Customized Body System) mittels 3D-Druck-Verfahren. Die aufwändigen 3D-Modelle wurden zu Werbezwecken von Rosenbauer beauftragt.

3D-Modelle (Massstab 1:20 und 1:87) hergestellt im SLS- und SLA-Verfahren.

der sogenannten Abnahmegrafik am Bildschirm zusammen. In dieser Grafik ist das Modell abgebildet und alle zu druckenden Bauteile einzeln sichtbar. Um einen besseren Gesamteindruck der späteren Präsentationsmodelle zu erhalten, erstellten die Fachleute von Rapidobject eine weitere Abnahmegrafik. Bei dieser wurden die Einzelteile als fertiges Modell zusammengefügt und konnten so als Ganzes dargestellt werden. Da die Präsentationsmodelle später durch eine Bodenplatte und eine Plexiglashaube geschützt werden, wurden diese Teile ebenfalls in der Grafik visualisiert. Hierdurch konnten die genauen Abmessungen sowohl für die Plexiglashaube, als auch für die Bodenplatte errechnet werden.

Aushöhlen der einzelnen Bauteile in der 3D-Grafiksoftware Blender.

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Einzelteile hergestellt in verschiedenen Verfahren (SLS weiss, SLA transparent).

Für die Fertigung der Präsentationsmodelle boten sich zwei Rapid Prototyping-Verfahren an – zum einen das Selektive Lasersinter-Verfahren (SLS) und zum anderen das Stereolithografie-Verfahren (SLA). Beide Verfahren ergänzen sich optimal und ermöglichen die beste Umsetzung hinsichtlich der Materialanforderungen. Das SLS-Verfahren eignet sich besonders für grössere Bauteile und wurde zum Beispiel bei der Herstellung des Fahrerhauses und beim Wassertank eingesetzt. Beim SLS-Verfahren wird Kunststoffpulver durch einen Laserstrahl zur exakt gewünschten Form verschmolzen. Der für die Präsentationsmodelle verwendete Kunststoff PA 2200, ein Feinpulver auf Basis von PA 12, zeichnet sich durch seine Stabilität und Langlebigkeit sowie durch die Lackierbarkeit aus. Das SLA-Verfahren hingegen eignet sich besonders für filigrane Bauteile.

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Bei diesem Produktionsverfahren härtet ein Laserstrahl das in einer Trägerflüssigkeit befindliche flüssige Material aus. Das für die Modelle verwendete Kunststoffmaterial Accura SI60, ein Polycarbonat von 3D Systems, ist transparent, belastbar und steif. Es eignet sich ebenfalls für eine anschliessende Nachbearbeitung. Um die originalgetreue Optik der Modelle noch weiter zu verstärken, lieferte Rosenbauer den Originallack, der auch bei dem Löschfahrzeug verwendet wurde. Nach der Lackierung wurden die einzelnen Teile auf einer grau lackierten Bodenplatte aus Holz zusammenmontiert. Zum Schutz wurden die Modelle unter einer passgenauen Haube aus Plexiglas positioniert und in einem sicheren Transportkoffer an Rosenbauer versandt. Am 16. April 2014 war es dann soweit: Die 3D-Modelle wurden an die Vertreter der saudi-arabischen Zivilschutzorganisation «Civil Defense» im Rosenbauer Stammwerk in Leonding, Österreich. übergeben. Dr. Dieter Siegel, Vorstandsvorsitzender des österreichischen Unternehmens, überreichte Major General Abdullah Al Garni die beiden originalgetreuen Modelle – frisch aus dem 3D-Drucker. Bei diesem Besuch erhielt Rosenbauer vom saudi-arabischen Innenministerium einen weiteren Grossauftrag zur Lieferung von Fahrzeugen und Ausrüstung im Wert von insgesamt 150 Millionen Euro. Der TÜV-zertifizierte 3D-Druck-Dienstleister Rapidobject ist bereits seit 2006 im dynamischen 3D-Markt etabliert. Mit Spezialisierung auf die Fertigung von Prototypen und Kleinserien bieten die Leipziger FullService-Lösungen unter dem Motto: Ideen

Übergabe der 3D-Modelle: Dr. Dieter Siegel, Vorstandsvorsitzender der Rosenbauer International AG (links) und Major General Abdullah Al Garni, Vertreter der saudi-arabischen Zivilschutzorganisation Civil Defense.

zum Anfassen. Von Funktionsprototypen, Präsentationsmodellen, Ersatzteilen oder auch personalisierten Einzelstücken bis hin zu Kleinserien und produktionsnaher Fertigung ist alles möglich. Kontakt Rapidobject GmbH Bitterfelder Strasse 17 D-04129 Leipzig Telefon: +49 (0)341 2318 3730 info@rapidobject.com www.rapidobject.com

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Tschechischer Werkzeugbauer setzt auf Additive Fertigung

Produktion beschleunigen, Wartung reduzieren

Bild: Innomia

Bild: Innomia, Magna

Die Qualität der verbauten Kunststoffteile in Fahrzeugen hat in den letzten Jahren enorm zugenommen: Komplexität, Passgenauigkeit, Optik und Haptik erfüllen inzwischen selbst bei vielen günstigeren Modellen den viel zitierten Premiumanspruch. Hersteller und Zulieferer setzen hierbei vermehrt auf High-Tech-Lösungen.

Werkzeug und Spritzling: Durch die konturnahe Temperierung reduziert sich die Zykluszeit um 17% und die Qualität des Armlehnenteils verbessert sich.

Das in der Tschechischen Republik ansässige Unternehmen Innomia a.s. ist unter anderem in der Automobilbranche tätig und hat sich ganz dem Direkten Metall-Laser-Sintern (DMLS) verschrieben. Das Portfolio reicht vom Prototypenbau über die Herstellung von Einsätzen für Spritzguss- und Druckgusswerkzeuge bis hin zur Werkzeugreparatur. So haben die DMLS-Profis mithilfe der EOS-Technologie den Automobilzulieferer Magna dabei unterstützt, dank überarbeiteter Kühlung den Produktionsprozess für spritzgegossene Kunststoffteile zu optimieren. Im vorliegenden Fall betrifft das

Additiv gefertigtes Werkzeug auf Bauplattform: Die Verwendung der Eos-Technologie trägt zu einem längeren Wartungsintervall bei.

die Armlehnen zwischen den Vordersitzen.

Herausforderung Die Herstellung der Kunststoffteile für die Mittelarmlehne erfolgt beim Zulieferer Magna – Kunde von Innomia – im klassischen Spritzgussverfahren. Dabei muss die Wärmeenergie über das Produktionswerkzeug abgeführt werden, um den Kunststoff erstarren zu lassen. Der Kühlvorgang bestimmt unter anderem die Qualität des Bauteils, denn ungleichmässige Wärmeableitung kann zu Verformungen

führen. Darüber hinaus spielt die Temperierung eine tragende Rolle für den Herstellungszyklus: Je schneller die Wärme abtransportiert wird, desto eher kann ein Teil entnommen und das nächste produziert werden. Im bisher verwendeten, aus einer KupferBeryllium-Legierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellten Werkzeug war die Kühlung nur von einer Seite möglich. Die Temperaturverteilung war daher ungleichmässig. Das verwendete Kühlwasser musste mit nur 16 °C sehr kalt sein, um entsprechend viel Wärmeenergie zu absorbieren. Durch die hohen Temperaturen an der

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Oberfläche des Einsatzes – bis zu 120 °C – stieg die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung. Das beschleunigte die Korrosion. So war eine kostenintensive Reinigung alle ein bis zwei Wochen erforderlich. Allein die grosse Härte des Werkzeugkerns hat Beschädigungen der Oberflächen bei den häufigen Säuberungsvorgängen verhindert.

Lösung Als logische Konsequenz begannen die Designer von Innomia damit, ein neues Kühlsystem für den Werkzeugeinsatz zu entwickeln. Eine optimale Abführung der beim Produktionsvorgang entstehenden Wärme stand dabei weit oben auf der Prioritätenliste. Wie vielfach bei der DMLS-Technologie erprobt entschloss sich das Team, auf integrierte konturnahe Kühlkanäle zu setzen – eine der besonderen Möglichkeiten, die Additive Fertigungsverfahren bieten. Zum Einsatz kam dabei die bei Innomia seit vielen Jahren bewährte Eosint M 270 von Eos. Der Durchmesser der Kühlkanäle beträgt 3 mm. Beim Metall fiel die Wahl auf den martensitaushärtenden Stahl 1.2709. Nach dem eigentlichen Herstellungsprozess – dem schichtweisen Auftragen und Verschmelzen des Metallpulvers gemäss der 3D-Daten – haben die Mitarbeiter des tschechischen Spezialisten den Härtegrad durch Nachbehandlung auf über 50 HRC (Rockwell-Härte) erhöht. Diese mechanischen Eigenschaften garantieren hohe Verschleissfestigkeit und reduzieren damit den Wartungsaufwand. «Wir konnten im DMLS-Verfahren mit der Eosint M 270 ein extrem langlebiges Bauteil herstellen, gleichzeitig blieben die bekannten und bewährten Vorteile der Methode hinsichtlich Design und Zykluszeitreduzierung gewährleistet», erläutert Lubos Rozkosny, CEO von Innomia. «Durch die Möglichkeit, die Kühlkanäle konturnah und damit optimal in das Bauteil zu integrieren, haben wir die zentralen Herausforderungen des Produktionsprozesses mit geringem Aufwand gelöst.»

Ergebnisse Die konturnahe Kühlung und die Fertigung im Schichtbauverfahren brachten die erwünschten Ergebnisse. Die Temperaturverteilung und damit die Wärmeableitung sind 9/2014

nun wesentlich homogener. Da die Wärme besser verteilt und schneller vom Werkzeug und Werkstück abgeführt wird, genügte Magna in der Folge Wasser mit 60 °C zur Kühlung – der Energiebedarf sinkt dadurch. Die Oberfläche des Einsatzes selbst wird nicht wärmer als 90 °C. So konnten die Ingenieure auch das Feuchtigkeitsproblem in der Umgebung lösen. Magna profitiert somit dank Innomia und der Eos-Technologe von einem auf fünf bis sechs Wochen verlängerten Wartungsintervall, da die Probleme mit der Luftfeuchtigkeit und der Korrosion vollständig gelöst werden konnten. Die konformen Kühlkanäle funktionieren so gut, dass die Zeit für einen Produktionszyklus um 17 % niedriger liegt als zuvor. Die Bauteile verformen sich zudem durch die gleichmässige und schnelle Wärmeverteilung und -ableitung nicht mehr, ein direkter positiver Einfluss auf die Qualität und Geschwindigkeit der Fertigung: Die Zykluszeitreduktion und die Qualitätsverbesserung des Endprodukts kommen so gleichsam zum Tragen. Die Werte haben Innomia und Magna übrigens nach etwa 370 000 Zyklen erhoben. In diesem Zeitraum lagen die kompletten Einsparungen bereits bei einem Wert von etwa 20 000 Euro. Pavel Strnadek, Leiter der Werkzeugwartung bei Magna, zieht darum auch eine positive Bilanz: «Die Kühlthematik hatten wir seit langem im Auge. Wir wussten, wie ein verbessertes Produkt aussehen müsste, doch dessen Herstellung erschien zunächst unmöglich. Den Durchbruch ermöglichte uns die Additive Fertigung. Wir konnten die Kühlkanäle von Innomia nach Belieben planen und den Werkzeugkern entsprechend fertigen lassen. Der Laser schmilzt schliesslich Schicht für Schicht des Metallpulvers auf, so dass wirklich jede Form möglich ist. Das Ergebnis überzeugt in jeder Hinsicht. Wartung, Qualität des Endprodukts, Kosten, Wärmeableitung – ein perfektes Projekt.» Additive Fertigungsverfahren tragen damit auch einen Teil zur Erfüllung des Qualitätsversprechens im Automobilbau bei. Kontakt EOS GmbH Electro Optical Systems
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Büchler Reinli + Spitzli AG – eine erste Bilanz nach der Fusion

Geballtes Know-how im Werkzeugbau «Ich würde es wieder machen!» Diese Antwort gibt Andreas Scherrer, Inhaber und Geschäftsführer der Büchler Reinli + Spitzli AG (BRS), drei Monate nach der Fusionierung der beiden Firmen Büchler Werkzeugbau AG und Reinli + Spitzli AG auf die Frage, ob er dieses Wagnis noch einmal eingehen würde.

«Die Vorteile überwiegen die zwangsläufig auch entstehenden Nachteile eines solchen Zusammenschlusses.» Als wesentlichen Vorteil der Fusion erachtet Andreas Scherrer die Erweiterung der Produktionskapazität. Damit spricht er einerseits das Volumen, andererseits aber auch die neuen Möglichkeiten an. Als unschätzbar gilt der Zugewinn an Fachpersonal und damit auch an Know-how im Werkzeugbau: «Wir sind nun in den Sparten Kunststoff (Thermoplast, Duroplast und Elastomer) wie auch im Aluminium Druck-

Büchler Reinli + Spitzli auf einen Blick Die in der Ostschweiz angesiedelte Büchler Reinli + Spitzli AG ist ein innovativer und moderner Werkzeug- und Formenbau, der sich in 5 Jahrzenten im oberen Segment der qualitativen Ansprüche einen hervorragenden Ruf erarbeitet hat. Das Unternehmen beschäftigt 74 Mitarbeiter, welche über ein fundiertes Know-how verfügen. Vor allem im Bereich Sanitärtechnik, Befestigungstechnik und technisch hochstehende Formen für Kunststoff, Magnesium- und Aluminiumdruckguss sowie Stanzen und Umformen können fachgerechte Lösungen angeboten werden.

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guss und in der Metall-Stanz- und Umformtechnik unterwegs. Ein Gemischtwarenladen sind wir aber trotzdem nicht, da jeder Produktionsstandort seine Spezialitäten beibehält.» «Die WSP Strategie (Werkzeuge, Service und Präzisionsfertigung) ist und bleibt zentrales Erfolgselement und wird uns auf unserem Weg in die Zukunft begleiten», meint Scherrer auf die Frage nach der zukünftigen Ausrichtung der Firma. Es gilt Kunden zu gewinnen, aber auch neue Märkte zu erschliessen. Auf die in diesem Zusammenhang stehende Frage nach der «Hochpreisfertigungsinsel» Schweiz antwortet der Firmenchef, dass selbstverständlich auch die Büchler Reinli + Spitzli AG in diesem Spannungsfeld stehe. «Aber auch wir mussten umdenken und uns an den Markt anpassen: Sowohl ein starker regionaler als auch ein globaler Einkauf ist eine der Antworten darauf. Unsere Abläufe können wir noch optimieren, aber wir haben unter anderem schon vor 25 Jahren das Palettieren von Werkstücken und Elektroden im Werkzeugbau eingeführt. Das heute noch verwendete System wurde durch die Büchler Werkzeugbau AG entwickelt. Und es mangelt uns nicht an innovativen Ideen, wie wir uns in Zukunft am Markt behaupten können.» Die Neugestaltung der Arbeitsplätze und die Erweiterung der Kapazität wird zentrales Thema für die nächsten Jahre sein. Ziel

ist es, die beiden Produktionsstandorte in Flawil in einem Neubau zu vereinigen, so dass die Fusion der beiden Firmen auch örtlich vollzogen ist. In diesem Zusammenhang werden noch zusätzliche Arbeitsplätze entstehen und die Situation der räumlichen Eingeschränktheit am Standort Wilerstrasse wird dadurch entschärft werden. Dabei kann neben den organisatorischen Abläufen, dem optimalen Materialfluss usw. auch auf die immer wichtiger werdenden Aspekte wie Energierückgewinnung, Umweltverträglichkeit und Energieeffizienz Rücksicht genommen werden. Ausserdem ergänzt Scherrer: «Baulich ist es eingeplant, dass wir zukünftig in der Lage sein werden, Werkzeuge bis 12 Tonnen – im Moment sind wir noch auf 8 Tonnen beschränkt – herzustellen.»

Fachkräftemangel trotz Lehrstellenangebot ein Dauerthema Auch nach der Fusion ein Dauerthema ist der Fachkräftemangel. Die BRS reagiert darauf, indem in drei Lehrberufen Lehrstellen angeboten werden: Polymechaniker / in, Konstrukteur / in und Kauffrau / Kaufmann. Zurzeit absolvieren 14 Lernende ihre Ausbildung bei der BRS. «Ein ausreichendes Angebot an Lehrstellen ist Bedingung dafür, dass der Bedarf an nachfolgenden Generationen von Berufsfachleuten gedeckt werden kann. Besonders freuen wir 9/2014


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um Fachkräfte für das Unternehmen zu gewinnen. Zum Abschluss noch einmal die Frage an Andreas Scherrer, ob er den Entscheid zur Fusionierung bereue oder etwas anders machen würde? «Nein. Ich bin überzeugt davon, dass meine Mitarbeitenden und ich den richtigen Weg in die Zukunft eingeschlagen haben.» Bilder: Büchler Reinli + Spitzli

Kontakt Büchler Reinli + Spitzli AG Wilerstrasse 98 CH-9230 Flawil Telefon +41 (0)71 394 13 00 info@brsflawil.ch, www.brsflawil.ch Fakuma 2014: Halle B1, Stand 1001 n 14 Lernende absolvieren zur Zeit als Polymechaniker, Konstrukteure und Kaufleute ihre Ausbildung bei BRS, die so mithilft, den Fachkräftemangel etwas zu entschärfen.

uns natürlich, wenn wir unsere Fachkräfte aus den eigenen Reihen rekrutieren können», so Scherrer. Des Weiteren setzt die

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Composites Europe 2014 in Düsseldorf

Neue Themen und Sonderflächen Verbundwerkstoffe sind eine der Schlüsseltechnologien im Leichtbau. Den wachsenden Markt für die leichten Werkstoffe spiegelt die Composites Europe wider. Vom 7. bis 9. Oktober zeigt die Fachmesse in Düsseldorf die ganze Bandbreite faserverstärkter Kunststoffe. In Foren und auf neuen Sonderflächen wie dem «Bio-based Pavilion» und «Industry meets Science» blickt die Messe ausserdem in die Composites-Zukunft.

Mehr als 400 Aussteller aus 25 Nationen – darunter viele internationale Keyplayer – werden zur neunten Auflage der Composites Europe erwartet, um neue Leichtbaukonzepte, Materialien und modernste Produktions- und Automatisierungslösungen zu präsentieren. Insgesamt werden 10 000 Leichtbauexperten aus dem Automobilbau, der Luftfahrt, dem Maschinenbau, dem Bootsbau, der Windenergie und dem Bausektor auf dem Düsseldorfer Messegelände erwartet, jeder Dritte von ihnen aus dem Ausland. Nicht ohne Grund: Die Composites Europe ist für die internationale Branche die wichtigste Veranstaltung auf dem deutschen Markt – dem grössten Composites-Markt in Europa. Wie wichtig die Messe inzwischen für die internationale Verbundwerkstoff-Industrie geworden ist, zeigen auch die gut gebuchten Länderpavillons aus Italien, den Niederlanden, Russland, China und Ungarn.

Grossserientaugliche Fertigungsprozesse im Fokus Die grösste Herausforderung für die Industrie bleibt die Entwicklung und Optimierung grossserientauglicher Fertigungsprozesse von Composites-Bauteilen. Auf der Composites Europe zeigt die Industrie die passenden Produktions- und Verarbeitungsprozesse, Materialinnovationen und aktuelle Leichtbauprojekte. Neue Ideen präsentiert die Messe zudem im Composites-Forum, auf ihren Sonderflächen wie der Product Demonstration Area, der neuen «Industry meets Science» oder dem «Bio-based Pavilion».

Mit dem internationalen Composites Forum bietet die Messe ein spannendes Vortragsprogramm, das vom VDMA Forum Composite Technology und seinen Mitgliedsunternehmen, dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) und weiteren Austellern gestaltet wird. Ein Schwerpunkt wird die Produktionstechnik in der Composite-Fertigung sein. Die VDMA-Mitgliedsfirmen referieren u.a. über die Automatisierung von Logistikabläufen, die Preform-Produktion, wirtschaftliche Herstellung thermoplastischer Strukturbauteile und Verbindungstechniken für die Grossserie. Der Besuch des Forums ist für Messebesucher kostenlos.

Premiere 1: «Industry meets Science» Mit der neuen Sonderfläche «Industry meets Science» macht die Messe aktuelle Entwicklungen und Highlights aus den Bereichen Prozesstechnik, Auslegung und Qualitätssicherung be-«greifbar». Realisiert wird die Sonderfläche vom Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen und weiteren Partner-Instituten. Im Mittelpunkt stehen klassische duroplastische Werkstoffe, thermoplastische Composites und auch innovative Matrices wie Polyurethane und in-situ polymerisierende Thermoplaste. Ergänzt wird das Angebot durch eine Vielzahl an Demonstrationsbauteilen und Führungen zu ausgewählten Highlights. Mit ihrem Angebot ergänzt die Sonderfläche die Product Demonstration Area (PDA). Dort versammelt die Messe neue Hightech-Produkte und macht in Live-Vorführungen die Entstehung von Composites-Bauteilen erlebbar.

Premiere 2: «Bio-based Pavilion» Holzmehl, Baumwolle, Flachs, Jute oder Hanf: Naturfasern gewinnen als Bio-Verbundwerkstoffe zunehmend an Bedeutung. Mit dem Bio-based Pavilion, der in Zusammenarbeit mit dem nova-Institut aus Hürth entsteht, zeigt die Composites Europe die Vorteile und Potenziale der Biofasern. Neben Unternehmen aus dem Bereich WPC und NFC sind auch Firmen aus dem Bereich der bio-basierten Duro- und Thermoplasten auf der Messe vertreten.

Internationale AVK-Tagung Die internationale AVK-Tagung bringt zum Auftakt der Composites Europe wieder die führenden Composites-Experten aus ganz Europa in Düsseldorf zusammen. Vom 6. bis 7. Oktober berichten internationale Referenten über Materialinnovationen, Produktionsverfahren, das Zusammenspiel verschiedener Materialien oder den richtigen Materialmix. Einen besonderen Fokus richtet die Tagung auf die für die gesamte Composites-Industrie relevanten Themen Recycling und Normung / Standardisierung.

Kontakt Reed Exhibitions Deutschland GmbH Völklinger Strasse 4 D-40219 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 (0)90191-0 info@reedexpo.de www.composites-europe.com

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Neues in der Automobilindustrie

Innovationsfeuerwerk am Beispiel Elektroauto Für kohlefaserverstärkte Kunststoffe ist die Automobilindustrie der grösste Wachstumstreiber. Das zeigt auch die Composites Europe in Düsseldorf. Neben Materialexperten und Verarbeitern stellen auf der Messe zahlreiche Maschinen- und Anlagenhersteller ihr Können unter Beweis und geben einen Einblick in die Composites-Innovationen für die Automobilprodutktion.

Bild: Hennecke

Nachhaltigkeit. Zum ersten Mal werden dabei in einem Serienfahrzeug KohlefaserWerkstoffe in Kombination mit einer PURMatrix eingesetzt. Die Hennecke-Technologie sorgt für eine effektive, gleichmässige und reproduzierbare Verteilung des Sprühauftrags. Auch bei der Herstellung von PREG-Bauteilen wie beispielsweise bei Ladeböden und Dachschiebehimmeln kommt das Verfahren zur Anwendung.

Hintersitzschale des BMW i3 aus Carbonsfaser-Recycling-Material.

Der Bedarf an Leichtbaustoffen seitens der OEMs und Komponentenhersteller kräftigt die Nachfrage nach Kunst- und Faserverbundwerkstoffen für den Automobilbau in Europa. Leichtbauanwendungen aus Hochleistungskunststoffen erwirtschafteten im Jahr 2013 im europäischen Automobilmarkt einen Umsatz von 4,22 Milliarden US-Dollar. Bis zum Jahr 2019 soll der Wert auf 7,26 Milliarden US-Dollar anwachsen, so das Ergebnis der Studie «Light-weighting Role of Performance Plastics in the European Automotive Market», die das Beratungsunternehmen Frost & Sullivan im Januar veröffentlichte. Das enorme Potenzial für Verbundwerkstoffe im automobilen Leichtbau zeigt auch die Composites Europe, an der die Fachmesse wieder innovative Faserverbundkunststoff-Lösungen für Fahrzeuge in den Fokus rückt.

BMW i3 illustriert Siegeszug der Verbundwerkstoffe Vor allem Elektromobile sind Paradebeispiele für die Innovationsbemühungen der 9/2014

Composites-Industrie und ihrer Zulieferer. Denn gerade die «Stromer» sind dringend auf Leichtbauwerkstoffe angewiesen: Zum einen, weil es prinzipiell darum geht, den Energieverbrauch möglichst gering zu halten und somit die Reichweite zu erhöhen. Zum anderen müssen die Gewichtsnachteile, die die Fahrzeuge aufgrund ihrer schweren Batterien haben, kompensiert werden. Allen voran BMW im Allgemeinen und das neue E-Mobil i3 im Besonderen illustrieren den Siegeszug der Verbundwerkstoffe, an dem auch zahlreiche Aussteller der Composites Europe beteiligt sind. Hennecke: Kohlefaser-Werkstoffe in Kombination mit PUR-Matrix Bei der Fertigung der selbsttragenden Hintersitzschale des BMW i3 kommt die PURCSM-Sprühtechnologie vom Aussteller Hennecke zum Einsatz. Das Bauteil besteht überwiegend aus Carbonfaser-RecyclingMaterial, das bei der Herstellung der Karosserie des Fahrzeugs anfällt – eine konsequente Verbindung von Leichtbau und

KraussMaffei: Mit Hochdruckinjektion zu kürzeren Zykluszeiten Die Maschinen- und Anlagentechnik für Strukturbauteile aus faserverstärktem Kunststoff des BMW i3 stellt KraussMaffei zur Verfügung. 20 Anlagen für Hochdruck-ResinTransfer-Molding (HD-RTM) des Münchener Maschinenbauers liefern in den BMW-Werken Leipzig und Landshut Bauteile aus Reaktivharzen für die tragenden Strukturen, zum Beispiel den Seitenrahmen. Die Hochdruckinjektion erlaubt das Verarbeiten von schnell reagierenden Harzsystemen, um kurze Zykluszeiten zu erreichen und ermöglicht einen hohen Benetzungsgrad der Fasern. «Wir sind der einzige Anlagenhersteller für Dosieranlagen am Markt, der über diese Erfahrung unter Serienbedingungen verfügt», erläutert Nicolas Beyl, President des auf der Composites Europe vertretenen Segments Reaktionstechnik der Marke KraussMaffei. Um faserverstärkte Bauteile mit Epoxidmatrix in grösseren Serien zu realisieren, hat KraussMaffei das HD-RTM weiterentwickelt. Dabei injiziert ein selbstreinigender Hochdruckmischkopf das Harz in die geschlossene Kavität und durchtränkt dabei das darin befindliche Fasergelege unter Hochdruck und mit genauen Vorgaben für Dauer und Temperatur, damit Harz und Härter sich vollständig vernetzen. Nach dem Aus27


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Verarbeitung von Organoblechen vorangetrieben.

Bild: KraussMaf fei

SGL: thermoplastkompatible HeavyTow Carbonfaser Mit der SGL Group hat kürzlich ein weiterer Composites Europe-Aussteller eine thermoplastkompatible Heavy-Tow Carbonfaser vorgestellt, die die Voraussetzung für die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen mit thermoplastischer Matrix bildet. Mit der Entwicklung einer neuen Oberflächenbeschichtung wird eine optimale Anbindung der Carbonfaser an die Thermoplast-Matrix erzielt. Deren besondere Eigenschaften wie hohe Steifigkeit und Festigkeit können so in vollem Umfang auf thermoplastische Bauteile übertragen werden, was neue Möglichkeiten für die Serienfertigung der Automobilindustrie erschliesst.

Unter Hochdruck: Über den neu entwickelten Mischkopf der Reaktionstechnik von KraussMaffei kann internes Trennmittel hinzudosiert werden.

härten erhält das Bauteil seine Steifigkeit bei geringem Gewicht. Die Automatisierung verkürzt im Vergleich zum bisherigen Autoklav-Verfahren oder der Vakuuminfusion die Zykluszeiten von bis zu 24 Stunden auf Minuten – je nach Bauteilkomplexität und -grösse. Weiteres Plus: Das HD-RTM-Verfahren eignet sich auch für den Einsatz von PUR anstelle von Epoxidharz als Matrixmaterial, was neben der einfacheren Handhabung einen tendenziell günstigeren Rohstoffpreis und eine niedrigere Verarbeitungstemperatur verspricht. Engel: Technologiezentrum für Leichtbau-Composites Auch der österreichische Maschinenbauer Engel ist mit seinen Anlagen an der Fertigung des BMW i3 in Leipzig beteiligt. Um seine Kompetenzen in der Faserverbundtechnik weiterzuentwickeln, hat das Unternehmen in Schwertberg ein eigenes Technologiezentrum für Leichtbau-Composites errichtet. Hier wird vor allem die Weiterentwicklung des HD-RTM-Verfahrens, der In-situ-Polymerisation, reaktiver Technologien (Faserverbundtechnik mit duromeren und thermoplastischen Systemen), endlosfaserverstärkter Thermoplaste oder der 28

Frimo und Huntsman: bionische Fahrzeugoberflächen im Serienmassstab Im Kooperationsprojekt «Street Shark» haben Frimo und Huntsman ein revolutionäres Composite-System verwirklicht. Dank neuartiger PUR-Verbunde und mit Hilfe darauf abgestimmter Werkzeug- und Anlagentechnik ist es den Unternehmen und ihren Partnern gelungen, ein prozesssicheres Fertigungsverfahren zur Realisierung bionischer Fahrzeugoberflächen im Serienmassstab zu entwickeln. Dazu wurde ein BMW Z4 dahingehend modifiziert, dass Motorhaube und Dachmodul aus einem PUR-Composite in 3D-Core-Sandwich-Bauweise ausgeführt sind. Kürzlich wurde unter dem Namen «Street Shark 2.0» ein weiterer Prototyp, ein 911-er Porsche mit modifizierter Motorhaube und Frontschürze, vorgestellt. Das Konzept ermöglicht es, die Teile bei besonders niedrigen Drücken und Temperaturen herzustellen. Ergebnis ist eine Haifischhaut-Oberfläche mit verringertem Strömungswiderstand, der in einem unabhängigen Windkanal getestet wurde. Beide Unternehmen stellen sich auf der Composites Europe vor. Evonik und Henkel: zykluszeitoptimierte Fertigung einer CFK-Motorhaube Auch bei einem weiteren Kooperationsprojekt zur Fertigung einer CFK-Motorhaube in wenigen Minuten waren mit Evonik Industries und Henkel zwei Aussteller der Composites Europe beteiligt. Es wurde Ende

vergangenen Jahres mit der seriennahen und zykluszeitoptimierten Fertigung des Bauteils für den Ford Focus erfolgreich abgeschlossen. Im Vergleich zur serientypischen Stahl-Motorhaube wurde das Gewicht um 60 Prozent auf unter fünf Kilogramm reduziert. Umgesetzt wurde die Fertigung mit Hilfe des Spaltimprägnierverfahrens. Die Federführung des Projekts hatten Wissenschaftler vom Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) und dem Institut für Kraftfahrzeuge (IKA) der RWTH Aachen. Die CFK-Motorhaube umfasst neben der gekrümmten Bauteilkontur und Versteifungsstrukturen auch Anbindungselemente für die Montage der Motorhaube. Bei der Auslegung spielten mechanische Eigenschaften wie Fussgängerschutz, Materialauswahl, Temperatureinsatzbereich und Bauteil-Oberflächenqualität eine entscheidende Rolle. Zunächst ermittelten die Experten die mechanischen Kennwerte aus dem vorher ausgewählten Harz- und Halbzeugsystem. Dann wurde die Motorhaube bezüglich Steifigkeits- und Crash-Eigenschaften simulativ ausgelegt. Die tatsächlichen Eigenschaften wurden anhand von Steifigkeits- und Crashtests überprüft. Die Ergebnisse bestätigten die Endgeometrie des Bauteils.

Fokus liegt auf Exterieur Motorhaube, Unterbodenschutz, Dachmodul, Hintersitzschale, Seitenrahmen: Die Beispiele zeigen, dass der Fokus der Composites-Industrie bei Automotive-Applikationen vor allem auf dem Exterieur liegt. Dies bestätigt auch die Studie von Frost & Sullivan. «Marktteilnehmer sollten sich mehr auf die Anwendung im Aussen- und Motorraum-Bereich konzentrieren, anstatt auf den Innenbereich, wo der Markt relativ gesättigt ist», rät die Autorin der Studie, Soundarya Shankar. «Sie müssen zudem enge Beziehungen zu ihren Kunden, fundiertes technisches Fachwissen und rückwärtsintegrierte Harzherstellungskapazitäten aufbauen, um sich im europäischen Automobilmarkt abzuheben.» Kontakt Reed Exhibitions Deutschland GmbH Völklinger Strasse 4, D-40219 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 (0)90191-0 info@reedexpo.de www.composites-europe.com n 9/2014


KUNSTSTOFF XTRA

C o m posites

Metallersatz

Leichtbau mit Vernunft Unidirektional verstärkte Tapes sind die ideale Lösung, um in einem Bauteil lokale Spannungsspitzen zu absorbieren. Die Verstärkungsbänder ermöglichen bisher unerreichte Festigkeitswerte und erlauben so konkurrenzfähige Metallersatzlösungen bei anspruchsvollsten Anwendungen.

Bilder: Ems-Grivor y

Die Analyse vieler Bauteile zeigt eine sehr heterogene Spannungsverteilung.

Die auf Rollen gelieferten Endlosfaser-Tapes können auf Länge zugeschnitten und anschliessend in das Bauteil eingelegt werden.

Bei der Analyse vieler Bauteile fällt auf, dass die Spannungsverteilung extrem heterogen ist und Spannungsspitzen nur in begrenzten Bereichen auftreten. Diese Maximalspannungen in Kombination mit den geforderten Betriebstemperaturen sind aber Auswahlkriterium für den Werkstoff des Gesamtbauteils. Oftmals werden durch die Kombination hoher Spannungen und hoher Temperaturen Werkstoffe nötig, die eine wettbewerbsfähige Lösung im Vergleich zu schweren Metallen nicht zulässt. Ems hat einen Lösungsansatz entwickelt, bei dem die heterogenen Spannungsverteilungen im Bauteil durch die Kombination von verstärkten Polyamiden mit unidirektional verstärkten Tapes kompensiert werden. Die Tapes werden gezielt und nur dort im Bauteil eingebracht, wo eine lokale Verstärkung die Maximalbelastungen reduzie9/2014

ren kann. Diese Tapes werden auch in Richtung der Maximalkräfte eingebracht und nutzen somit alle Verstärkungsfasern optimal genau dort, wo sie benötigt werden.

Analysen und Simulation Begonnen wird mit einer Bauteilanalyse zur Bestimmung der Spannungen und der Richtungen der Hauptkräfte im Bauteil. Damit kann eine Strategie erarbeitet werden, wo, in welchem Umfang und in welcher Richtung die Tapes in das Bauteil integriert werden sollen. Eine weitere Spannungsanalyse überprüft anschliessend, ob mit den lokal verstärkten und gezielt anisotropen Werkstoffdaten die geforderten Eigenschaften (Verformungen, Festigkeiten) des Bauteils erreicht werden können. Eine Füllsimulation verdeutlicht abschliessend, wel-

che Bedingungen (Druck, Temperatur, Richtung) die Schmelze in den Bereichen aufweist, in denen die eingelegten Bänder mit dem Spritzgussmaterial verbunden werden sollen. Die Verbindung wird in der Regel durch die Energie des Spritzgussmaterials durch Verschweissen mit der TapeOberfläche erzielt.

Einlegen in Werkzeugform Durch die Analyse der Tape-Position kann nun ein Werkzeugkonzept erarbeitet werden, das die Verbindung der Verstärkungsbänder im Bauteil in vollautomatischen Prozessen sicherstellt. Je nach Geometrie und nach Position können die Tapes in das Spritzgusswerkzeug als lineare oder radiale Einleger eingebracht oder nachträglich auf das Bauteil aufgeschweisst werden. Im einfachsten Fall können abgelängte Tapes in die Kavität eingelegt werden. Die Tapes sollen sich aber in jedem Fall an einer Werkzeugwandung anlegen können, um sie lagesicher während des Füllvorgangs 29


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Vergleich der Bruchspannungen von Werkstoffen mit und ohne Tape-Verstärkung. Bei den Werkstoffen mit Tape-Verstärkung ergeben sich Bruchspannungen von 400 MPa bei einer gleichzeitigen Dichtereduktion.

halten zu können. Verfahren zur automatischen Herstellung von Vorformlingen (Spiralen, Konturen, Geraden) sind entwickelt worden, um Einleger an die Bauteilgeometrie anzupassen und durch Roboter einlegen zu können.

Bruchspannung von 400 MPa Das Leistungspotenzial der lokalen TapeVerstärkung kann durch zweiseitiges Umspritzen von Tapes aufgezeigt werden. Hierbei werden zwei mit jeweils 30 % Endloskohlenstofffasern verstärkte Tapes

mit unterschiedlichen Spritzgussmaterialien (Grivory GV-5H, Grivory GCL-4H und Grivory GVL-6H der Ems) hinterspritzt. Es ergeben sich Bruchspannungen von 400 MPa bei einer gleichzeitigen Dichtereduktion. Dies sind Werte, die mit konventionellen Werkstoffen unerreichbar erscheinen. Die beidseitig umspritzten Tapes eignen sich als Zugelement oder als Biegeträger und weisen neben der extrem hohen Festigkeit zusätzlich eine extrem hohe Linearität bei Belastung auf. Kriechverformungen – selbst bei 200 MPa im Biegeversuch über mehr als ein Jahr – sind praktisch nicht messbar und liegen jetzt auf oder sogar über dem Niveau von metallischen Werkstoffen. Die Tape-Verstärkung wirkt sogar über Bindenähte hinweg.

Vorstoss in neue Bereiche Prüfkörper mit eingelegter Tape-Verstärkung.

Die Kombination von verstärkten Polyamiden mit gezielt lokal eingebrachten, quasi

Querschnitt durch ein Bauteil ohne TapeVerstärkung (oben, normaler Spritzguss) und durch eines mit Tape-Verstärkung (unten, zwei Tapes hinterspritzt).

endlosfaserverstärkten Tapes öffnet das Potenzial der Metallsubstitution in bisher nicht erreichbare Bereiche. Mit relativ geringem Materialaufwand können sehr leichte Bauteile entwickelt werden. Durch die hohen Eigenschaften kann das Bauteilvolumen reduziert werden, geringere Wanddicken gestatten damit auch kürzere Zykluszeiten und insgesamt weniger Gewicht. Das Zusammenspiel der Bauteilanalyse mit einer geeigneten Prozess- und Werkzeugtechnik sowie den passenden PolyamidWerkstoffen ist für den Erfolg notwendig und wird als Ems Tape Technologie (ETT) angeboten.

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Kein Standard aus der Schublade

Null-acht-fünfzehn-Arbeit funktioniert nicht In der Schweiz gibt es einige wenige Firmen, die das RTM-Verfahren beherrschen – die Kofmel Kunststofftechnik AG in Koppigen zählt dazu. Für einmal sind es nicht hohe Investitionskosten, die abschrecken. Wer Teile aus GFK im RTM-Verfahren herstellen will, braucht vor allem eins: Zeit und Geduld.

Wer das RTM-Verfahren (Resin Transfer Molding) anwenden will, macht das nicht von heute auf morgen. Daniel Kofmel, Inhaber und Geschäftsführer der Kofmel Kunststofftechnik AG, beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit diesem Verfahren. Er hat mit kleinen Schritten begonnen, hat sich durch Literatur durchgebissen, Fachleute befragt, Tipps eingeholt, x-Gehversuche gestartet, bis die Herstellung der GFKTeile (glasfaserverstärkte Kunststoffteile) seinen hohen Ansprüchen genügte. «Die Kosten in die Anlagen kann man vernachlässigen, das sind nicht die grossen Brocken. Der Hauptaufwand geht auf das Konto von Zeit, Geduld und Beharrlichkeit», weiss Kofmel aus Erfahrung. «Mit jedem neuen Teil, das man baut, gewinnt man Erkenntnisse, die einem weiter bringen.» Im Produktionsbetrieb in Koppigen findet sich kein Standard, da werden Normen über Berechnungen definiert.

Begriffe RTM-Verfahren: Das Resin-Transfer-Molding-Verfahren (Harzinjektionsverfahren) erlaubt hohe Reproduzierbarkeit und geringe Taktzeit. Es eignet sich speziell für geometrisch komplexe Bauteile mit allseitig guter Oberflächenqualität. Beim RTMVerfahren wird unter mässigem Druck (in der Regel ca. 3,5 bis 7 bar) über einen oder mehrere Kanäle ein niedrigviskoses Duroplast in das geschlossene Werkzeug eingespritzt. Das eingespritzte Harz füllt alle Hohlräume in der Pressform, tränkt das Verstärkungsmaterial und benetzt seine gesamte Oberfläche. Zur Verstärkung werden unterschiedliche Faserarten ein-

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Bilder: Marianne Flur y

Marianne Flury

Beidseits hochglänzende Oberflächen ohne Lackierung dank des RTM-Verfahrens.

Neben dem RTM-Verfahren (95 % der angewendeten Prozesse bei Kofmel) beherrscht das Familienunternehmen auch das Handlaminieren und Vakuuminfusionen.

Wichtig für Daniel Kofmel ist, dass er möglichst früh, also bereits bei der Konstruktion (mittels CAD) eines Bauteils, vom Kunden miteinbezogen wird. Denn kunststoffgerech-

gesetzt, u. a. Endlosfasern, Matten oder Gewebe. Um das Fliessverhalten des Harzes zu verbessern und Lufteinschlüsse zu vermeiden, werden die Harze auch unter Vakuum verarbeitet.

sergewebe (zum Beispiel Glasfasermatten) und die Matrix (zum Beispiel Epoxidharz) aufgelegt.

Handlaminat: Das Handlaminat ist ein mit einfachsten Werkzeugen von Hand hergestelltes Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff. Die Grösse der Bauteile reicht von kleinen Behältern oder Formteilen bis hin zu Segelflugzeugen oder Sportbooten. Im dazugehörigen Handlaminatverfahren wird meist eine Negativform, seltener eine Positivform, des herzustellenden Bauteils verwendet, und darin beziehungsweise darauf das gewünschte Fa-

Vakuuminfusion: Das Harzgemisch wird mittels Unterdruck durch die Kavität transportiert. Auf diese Weise erhält man Faserverbundteile, die eine glatte Vorderund eine leicht wellige Rückseite haben. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem Handlaminieren ist die höhere Reproduzierbarkeit im Hinblick auf den Faservolumengehalt. Ein Nachteil ist der relativ hohe Zeitaufwand für das Anbringen der Harzleitungen und das Abdichten der Vakuumfolie. Daher eignet sich dieses Verfahren nur für Kleinserienproduktion.

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Daniel Kofmel (l.) und Robert Dütsch, prochem AG, begutachten ein Musterlaminat in Sandwichbauweise mit einem Soric-Kern.

tes Denken ist eine Voraussetzung für die erfolgreiche Umsetzung im RTM-Verfahren. Sind die Konstruktionsdaten erstellt, erfolgt der Formenaufbau und die Teile werden produziert, über CNC bearbeitet und anschliessend vorkonfektioniert dem Kunden zur Montage geliefert. Kofmel legt Wert darauf zu betonen, dass die Teile nicht lackiert werden. Das bedingt, dass die Werkzeuge ständig in einem 1A-Zustand gehalten und auch die Rohstoffe in der gewünschten Qualität angeliefert werden. Die Kunden kommen vor allem aus dem Nutzfahrzeugbereich. «Wir wagen uns aber auch immer wieder in Gebiete, die unsere Innovation fördern. So haben wir zum Beispiel für Windkraftwerke Rotorblätter hergestellt oder für den Werbebereich überproportionale Gegenstände, wie Taschen

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GFK-Verschalungselemente bereit für den Versand.

als als Sitzbänke im öffentlichen Bereich oder Uhrbänder, die als Beleuchtungskörper für die ganze Werbetafel dienen. Für uns gibt es nichts, was wir nicht machen können», so die Botschaft von Daniel Kofmel. Ob Konstruktion, Formenauslegung oder Teilefertigung – der ganze Prozess beruht auf Erfahrung, nochmals Erfahrung und technischem Verständnis und damit kann sich das Unternehmen vom Wettbewerb abheben.

Projekt Cabrio Bahn Das Beispiel der Stanserhorn-Cabrio-Luftseilbahn zeigt exemplarisch, wie flexibel und effizient das Kofmel-Team auch grosse Projekte meistern kann. «Die grösste Herausforderung war der zeitliche Rahmen

und das Volumen», erinnert sich Daniel Kofmel. Den Zuschlag erhielt das Unternehmen im August 2011, im Mai 2012 wurde die Cabrio-Bahn eingeweiht. Über 30 verschiedene Teile pro Kabine wurden in Koppigen gefertigt – das bedeutet auch rund 30 Werkzeuge. Das A und O bei der erfolgreichen Durchführung des Projekts war das von Anfang an gute Zusammenspiel der verschiedenen Partner. Mit an Bord waren der Konstrukteur des Kabinenbauers (Gangloff) und ein Modellbauer (Habegger). «Während wir sukzessive Teile konstruierten, Formen bauten und Teile fertigten, konstruierte Gangloff weitere GFK-Teile. Am Schluss musste alles zusammen passen», resümiert Kofmel. Und es passte, sowohl technisch wie auch terminlich. Und dies, obwohl in der Offert-Phase

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lediglich bekannt war, dass flächenmässig rund 100 m2 GFKTeile für die Kabinen herzustellen waren. «Den Zuschlag erhielten wir, weil wir überzeugend darlegen konnten, dass wir das hinkriegen», so der Geschäftsinhaber.

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Gute Qualität bedingt das richtige Material Bei der Herstellung von GFK-Teilen spielen nicht nur Konstruktion und Formenbau eine wichtige Rolle, auch das Material hat einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Teile (optisch und mechanisch). So auch bei der CabrioBahn. Neben Forderungen wie Leichtbau und Stabilität müssen die Kabinen auch hohe Brandschutzanforderungen erfüllen. Damit kommt die Firma prochem AG ins Spiel. Daniel Kofmel wurde anlässlich eines Kundenseminars bei prochem AG auf Lantor aufmerksam. «Für die Cabrio-Luftseilbahn hatten wir vom Kunden die Gewichtsvorgabe von 300 kg auf die 100 m2 – eine sehr anspruchsvolle Forderung», erklärt Kofmel. «Dank des Lantor-Produkts konnten wir ein Musterteil herstellen, das die Gewichtsvorgabe erfüllte und auch die nötigen statischen Eigenschaften aufwies.» Zur Wahl des Materialeinsatzes ergänzt Robert Dütsch, verantwortlich für den Verkaufsbereich Composites bei prochem AG und Vertriebspartner von Lantor: «Um statische Anforderungen, wie z.B. Steifigkeit, an ein Teil zu erfüllen, kann dies über die Dicke des Laminats erreicht werden – das Teil ist dann entsprechend schwerer. Oder man wählt ein geeignetes Kernmaterial – in diesem Fall Soric von Lantor. Die Sandwichkonstruktion bringt die geforderte mechanische Steifigkeit und Festigkeit bei geringerem Gewicht. Soric ist leicht, steif, verrottungsfest und findet grundsätzlich Einsatz im Leichtbau.» Das Kernmaterial wurde speziell für Vakuumoder RTM-Verfahren entwickelt.

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Die Herausforderung ist der Motor

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Den Zuschlag für einen wesentlichen Teil des Kabinenbaus der Stanser-Cabrio-Bahn erhalten zu haben – eine Luftseilbahn, die 2012 mit dem «Milestone», notabene dem Tourismus-Oscar der Schweiz, ausgezeichnet wurde – spricht für sich. Darauf angesprochen sagt Kofmel: «Ziel für mich ist nicht primär das Prestige, sondern eher die Herausforderung bei solchen Projekten. Im Vordergrund steht, dass wir mit einem Projekt wachsen, Know-how sammeln und neue Gebiete angehen können.»

Kontakt Kofmel Kunststofftechnik AG Hofmattstrasse 3a CH-3425 Koppigen Telefon +41 (0)34 413 11 66 info@kofmel.ch www.kofmel.ch 9/2014

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Endlosfaserverstärkte thermoplastische Composites im Leichtbau

Infotainmenthalter zur Serienreife entwickelt

Das Bauteil entsteht in einem One ShotProzess in nur einem Werkzeug. Zum Einsatz kommen dabei zwei Einleger aus dem Polyamid 6-Composite Tepex dynalite 102-RG600(2) / 47 % von der LanxessTochtergesellschaft Bond-Laminates. Sie werden erwärmt, im Spritzgiesswerkzeug umgeformt und direkt mit dem leichtfliessenden Polyamid 6 Durethan BKV 30 EF H2.0 von Lanxess überspritzt. Der One Shot-Prozess wurde von mehreren Partnern im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes SpriForm entwickelt. Der Infotainmenthalter trägt einen Verstärker und optional einen TV-Tuner. Das Gewicht der montierten Geräte kann im Fahrbetrieb – besonders im Eigenschwingbereich – zu beträchtlichen Spannungen führen. Das gilt vor allem im Bereich der Anbindungspunkte zur Karosserie und den Anbauteilen. Diese Bereiche sind deshalb mit Tepex verstärkt und so ausgelegt, dass der Kraftfluss zwischen Krafteinleitungspunkten hauptsächlich über die Endlosfasern des CompositeMaterials stattfindet. «Dies steigert die mechanische Performance des Trägerbauteils beträchtlich. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Festigkeit im Bereich der Anbindungspunkte», so Dajek.

Nacharbeitsfreies Bauteil Das Prototypbauteil ist das Ergebnis einer frühen und engen Zusammenarbeit der «Entwicklung Package Steuergeräte» und der «Technologieentwicklung Faserverstärkte Kunststoffe» von Audi mit den externen Partnern. Audi war für die Lastenheftanforderungen, die Bauteilkonstruk34

tion und die Bauteilerprobung verantwortlich. Lanxess und Bond-Laminates haben in dem Gemeinschaftsprojekt u. a. das Bauteil belastungsgerecht ausgelegt und strukturmechanische und prozesstechnische Analysen durchgeführt. «Ein besonderes Augenmerk musste dabei auf die Positionierung der Composite-Einleger im Werkzeug gelegt werden, weil dadurch das Umformen stark beeinflusst wird», so Dajek. «Letztlich wurde sichergestellt, dass nach dem Überspritzen ein nacharbeitsfreies Bauteil entsteht.» Ausserdem dienten die Ergebnisse aus der Umformsimulation der Strukturanalyse. Die lokal unterschiedlichen Faserorientierungen im verformten Composite-Einleger können so in der Bauteilsimulation berücksichtigt werden.

Vollautomatisierte Fertigung KraussMaffei gelang es, eine Produktionszelle zu entwickeln, die eine vollautomatische Fertigung des Infotainmenthalters in einer Zykluszeit von weniger als 60 Sekunden erlaubt. So erfolgt das Handling der aufgeheizten Composite-Einleger trotz sehr geringer Transferzeiten äusserst reproduzierbar über einen Linearroboter mit einem speziellen Greifer. Von der Christian Karl Siebenwurst GmbH & Co. KG wurde das Werkzeug konzipiert und konstruiert. Spezielle Haltestifte positionieren die aufgeheizten Einleger exakt im Werkzeug. Die Löcher für die Verschraubungsaugen werden nach dem Umformen gewebeschonend gestochen, also nicht nachträglich gestanzt. Dadurch werden die Glasfasern im Composite-Einleger nicht durchtrennt, sondern in optimaler Weise verdrängt, so dass die mechanischen Eigenschaften im

Bild: Lanxess AG

Die Hybridbauweise mit endlosfaserverstärkten Polyamid-Composites spart im Leichtbau von Automobilen beträchtlich Gewicht ein. Das zeigt ein Infotainmenthalter, den Audi, Lanxess, KraussMaffei und Siebenwurst zur Serienreife entwickelt haben. «Der Prototyp ist gegenüber einer vergleichbaren Stahlkomponente fast um die Hälfte leichter, lässt sich leichter montieren und kann in einem grossserientauglichen Prozess gefertigt werden», so der Konstruktionsexperte Ulrich Dajek von Lanxess.

Der Prototyp ist gegenüber einer vergleichbaren Stahlkomponente fast um die Hälfte leichter, lässt sich leichter montieren und kann in einem grossserientauglichen Prozess gefertigt werden.

hochbelasteten Bereich der Anbindungspunkte erhalten bleiben und teilweise sogar verbessert werden. Lanxess geht davon aus, dass sich auch andere als Strukturbauteile ausgelegte Trägerkomponenten im Automobil mit Tepex in Hybridbauweise herstellen lassen. «Wir denken zum Beispiel an Halter für vormontierte elektrische und elektronische Module in Elektrofahrzeugen», erklärt Dajek.

Kontakt Lanxess AG
 Kennedyplatz 1
 D-50569 Köln Telefon +49 (0)221 8885-0 www.lanxess.de

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KUNSTSTOFF XTRA

F orsc h u ng & E ntwickl u ng

Eine Zufallsentdeckung mit Folgen

Selbstheilende und recycelbare Duroplaste Einem Zufall ist es zu verdanken, dass Fortschritte auf dem Weg zu neuen Duroplasten gemacht wurden. Die bei IBM in den USA entdeckten Materialien weisen eine grosse Breite an Eigenschaften a­­uf. Eine Duroplastklasse besticht durch die Möglichkeit, unter bestimmten Bedingungen die Ausgangsmaterialien zurückzugewinnen, eine andere ist zudem selbstheilend.

Kurt Hermann

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Wie der Zufall so spielt

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Bild 1: Der Weg zu PHT-Duroplasten führt unter geeigneten Reaktionsbedingungen über die e­­­­b enfalls isolierbaren HDCN- Organogele.

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Einem in der «New York Times» im Mai erschienen Bericht zufolge führte ein Fehler von Jeannette M. Garcia zur Entdeckung von zwei neuen Kunststoffklassen: Die Chemikerin im IBM-Forschungszentrum in San Jose suchte stärkere und leichter recycelbare Polymere. Bei einer einfachen chemischen Reaktion vergass sie, eine von drei Komponenten zum Reaktionsgemisch zu geben. Das Resultat war ein harter farbloser Festkörper, dessen Untersuchung der Ausgangspunkt zur Entdeckung neuer Duroplast- und Organogelklassen führte. In einem Artikel in «Science» wird ausführlich auf die Chemie der neuen Verbindungen eingegangen. Beteiligt an den Untersuchungen waren nicht weniger als 13 Autoren in den USA, in den Niederlanden und in Saudi Arabien. Bei der Planung der Experimente konnten sie auf IBM-Computerprogramme zurückgreifen, mit deren

Bild 2: Das Organogel PEG HDCN gehört zu den neuen selbstheilenden Duroplasten.

Stickstoffhaltige Duroplaste wie Polyamide, Polyimide und Poly(benzimidazole) werden bei der Herstellung von Klebstoffen, Beschichtungen, Schaumstoffen, Fahrzeugund Raumfahrtteilen sowie elektronischen Geräten eingesetzt. Gründe dafür sind vor allem die hohe mechanische Festigkeit und Haltbarkeit. Duroplaste sind chemisch verlinkte Polymere, Netzwerke, oder Gele mit Bindungen zwischen den Ketten, die auch bei hohen Temperaturen nicht brechen; sie sind nicht recycelbar. 9/2014

Ziel vieler aktueller Forschungsaktivitäten sind reversible Duroplaste, die die thermische und chemische Stabilität konventioneller Duroplaste behalten, aber recycelt oder erneut verarbeitet werden können. Unerwünscht sind die oft hohen Temperaturen und langen Reaktionszeiten bei den Polymerisationsprozessen. Für Anwendungen besonders in der Mikroelektronik und in der Automobilindustrie werden auch Duroplaste mit erhöhten Leistungen wie höheren E-Modulen, grösserer Zähigkeit und besserer Brandfestigkeit gesucht.

Bild 4: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen verstärkten PHT.

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F orsc h u ng & E ntwickl u ng

Bild 3: Ein elastisches HDCN- Organogel.

Hilfe sich die Suche nach neuen Materialien wesentlich beschleunigen lässt.

Zwei neue Duroplasttypen Als Monomere dienen Paraformaldehyd (H2CO) n sowie aliphatische und aromatische Diamine H2N-R-NH2. Abhängig von den Reaktionsbedingungen entstehen zwei neue Duroplastklassen (Bild 1): • Dynamisch kovalente Hemiaminal-­ Netzwerke («hemiaminal dynamic ­covalent networks»), abgekürzt HDCN,

werden bei Temperaturen um 50 °C ­gebildet. • Poly (hexahydro-1,3,5-triazine), PHT, ­entstehen, wenn Paraformaldehyd und Diamine oder direkt HDCN auf rund 200 °C erwärmt werden.

«Dynamisch kovalente Hemiaminal-Netzwerke» Abhängig vom eingesetzten Diamin entstehen hochfeste, chemisch widerstands-

Quellen und weitere Informationen Der ausführliche Artikel, in dem die Arbeiten von 13 Autoren aufgeführt sind, ist in Science 344, 732–735 (2014) erschienen: Jeannette M. García et al., «Recyclable, Strong Thermosets and Organogels via Paraformaldehyde Condensation with Diamines». Als Quelle diente auch eine Pressemeldung von IBM. In einem YouTube-Film (https:// www.youtube.com/watch?v=_A_w4nlTzhs) von IBM werden unter anderem die Elastizität von PEG HDCN sowie der Abbau einer PHT in 0,5 M Schwefelsäure gezeigt.

KUNSTSTOFF XTRA

fähige Materialien bis selbstheilende chemische Organogele, die unter physiologischen pH-Bedingungen reversibel sind. Eine Folie aus dem in Bild 1 formulierten ODA HDCN wies ein E-Modul von rund 6,3 GPa auf. PEG HDCN (Bild 2) ist ein Beispiel für ein selbstheilendes Organogel. Es zerfällt in Wasser innerhalb von 24 Stunden. Gemäss IBM besteht die «wahrscheinlich am wenigsten erwartete und bemerkenswerteste Eigenschaft» von HDCN darin, dass sie selbstheilend sind: Einmal getrennte Teile vereinen sich wieder, wenn sie in Kontakt gebracht werden. Da liegt es nahe, dass HDCN Kandidaten für Klebstoffe sind. Bei IBM wird auch spekuliert, dass HDCN-Zugaben zu anderen Polymeren selbstheilende Polymermischungen generieren könnten. Berichtet wird vor allem über Untersuchungen an ODA PHT (Bild 1). Hervorstechendes Merkmal sind die hohen E-Module: Bei Folien von ODA PHT wurden rund 14 GPa, nach Verstärkung mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Bild 4) wurden gar rund 20 GPa gemessen. Zum Vergleich: Die E-Module von Polyimiden liegen typischerweise zwischen 2,5 und 4,0 GPa. ODA PHT sind in wässerigen Lösungen stabil. Davon ausgenommen sind stark saure Lösungen (pH < 2), in denen sie zu den Ausgangsprodukten zerfallen (Recycling!). Sollten sich die aufgrund der bisherigen Untersuchungen hohen Erwartungen erfüllen, dürften die neuen PHT-Duroplaste vor allem im Auto- und Flugzeugbau sowie in der Mikroelektronik eingesetzt werden. n

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KUNSTSTOFF XTRA

MAS Kunststofftechnik

Ein Schritt auf dem Weg zur Fachkarriere Seit Jahren bietet die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) Brugg-Windisch eine berufsbegleitende Weiterbildung in der Kunststoffbranche an. Seit 2007 läuft das Nachdiplomstudium, angepasst an das Bolognasystem, unter dem Titel «MAS Kunststofftechnik». Eine Besonderheit beim Studiengang 2014 ist, dass in der traditionellerweise eher männlichen Domäne vier Frauen sich zum Master of Advanced Studies weiterbilden.

Marianne Flury Für Prof. Erich Kramer, Leiter MAS Kunststofftechnik an der FHNW, ist der Jahrgang 2014 etwas Besonderes: Seit 1999 engagiert er sich in Windisch – zuerst als Lehrbeauftragter und dann als Dozent – für die Studiengänge in Kunststofftechnik, aber noch nie absolvierten im gleichen Semester vier Frauen diese Ausbildung. Gemeinsam ist ihnen die Freude an der Technik, der Wille sich fortwährend weiterzubilden und im Beruf weiterzukommen. Was sie antreibt erzählen sie im folgenden Gespräch. KunststoffXtra: Weshalb haben Sie sich für diese technisch ausgerichtete Weiterbildung entschieden? Rahel von Arx: Ich habe weder in der Lehre noch im Studium mit Kunststoffen zu tun gehabt. Mein jetziger Arbeitgeber, die Rockwell Automation, ist sehr auf Kunst-

Rahel von Arx 2003 – 2007 Lehre als Konstrukteurin mit Berufsmatura 2007 – 2010 Bachelor of Science in Mikrotechnik (FH), Biel 2010 – 2012 Technische Assistentin an der FH Bern Seit 2012 Rockwell Automation, Aarau, Design Engineer

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stoffe ausgerichtet und so habe ich die Gelegenheit wahrgenommen, mein Wissen im Kunststoffbereich zu erweitern.

auch das von Herrn Kramer vermittelte Wissen über den Aufbau und die Eigenschaften von Kunststoffen helfen mir weiter.

Berna Gueltekin: Bei uns in der Firma Thyssen in Liechtenstein wird gerade ein Kunststofflabor aufgebaut. Im Automobilbau wird sehr viel Metall verwendet, aber der Trend geht in Richtung Leichtbau. Als Labor sind wir auf Metall spezialisiert, erhalten aber immer mehr Kunststoffteile, die untersucht werden müssen. Meine Vorgesetzten haben mir vorgeschlagen, Kunststofftechnik zu studieren, um das Knowhow im Haus zu haben und darauf aufbauen zu können.

Gueltekin: Ich konnte mein Wissen bereits in der Gefüge- und Schadensanalyse nutzen. Natürlich lerne ich auch die Eigenschaften von Kunststoffen kennen und kann diese auch teilweise mit Metallen vergleichen und auf Ähnlichkeiten hin untersuchen.

Ramona Furgler: Ich bin seit eh in der Kunststoffbranche tätig – angefangen von der Kunststofftechnologin zur Kunststofftechnikerin. Der MAS rundet das Ganze ab. Die Freude an der Technik und der Materie treibt mich an. Kerstin Oppolzer: Bei mir ist es ähnlich: Mein Interesse gilt allgemein der Werkstoffkunde; ich arbeite jetzt bei Ruag Space und habe dort den Anstoss in Richtung Kunststoff-Verbundwerkstoffe erhalten. Dies wird nun meine Vertiefungsrichtung werden. Vorgängig habe ich in Konstanz Maschinenbau studiert und bin vor knapp vier Jahren dann in die Schweiz gekommen. Nach einem Semester haben Sie noch keine Vertiefungsfächer belegt. Konnten Sie das bisher Erlernte trotzdem im Beruf schon anwenden? von Arx: Ja, definitiv. Ich kann Kunststoffkonstruktionen viel besser auslegen und das Ganze aus einem anderen Blickwinkel betrachten. Vor allem die Berechnungen bei Herrn Kunz (Dozent an der FHNW) aber

Furgler: Ich führe bei uns die Machbarkeitsanalyse für Offerten durch. Dabei haben mir die Berechnungen für die Auslegung der Kunststoffteile schon viel gebracht. Noch wichtiger ist das erworbene Verständnis darüber, was beim Verarbeitungsprozess im Inneren der Werkstoffe passiert.

Berna Gueltekin 2006 – 2008 Lette-Verein, Berlin Technische Assistentin als Metallographieund physikalische Werkstoffprüferin 2007 Technische Universität Wien, Institut für Werkstoffkunde und Materialprüfung Seit 2010 Metallographin bei ThyssenKrupp Presta 2010 – 2013 Weiterbildung in: Kunststofftechnik; Kunststoffprüfung; Schadensanalyse; Systematische Beurteilung technischer Schadensfälle.

9/2014


KUNSTSTOFF XTRA

Ramona Furgler 2005 – 2009 Lehre als Kunststofftechnologin (Spritzguss), SFS Intec AG 2009 – 2012 Verfahrenstechnikerin (Spritzguss / Compoundierung) am IWK, Rapperswil 2010 – 2013 Weiterbildung zur Kunststofftechnikerin HF, IBZ 2012 – 2014 Projekt- und Laborleiterin (Compoundierung / Extrusion) am IWK Seit 2014 mobil Werke AG, Berneck, Projektleiterin (Extrusion)

Oppolzer: ich bin bei Ruag Space als Produktionsingenieurin tätig. Dort bin ich für die Überwachung der Montagetätigkeit zuständig und koordiniere auch die Beschaffungs- und logistischen Abläufe. Ja, ich konnte das Erlernte bisher recht gut gebrauchen, sei es, um auf die Fragen der anderen eingehen oder auch selber Fragen stellen zu können.

A u s - u nd W eiter b ild u ng

Welche Berufschancen versprechen Sie sich von dieser Weiterbildung? Von Arx: Ich verspreche mir, dass ich in meinem Bereich mehr Kompetenz erhalte, Projekte zukünftig selber betreuen kann. Ich bin gerne in der Entwicklung tätig, liebe es, Simulationen zu machen. Eine reine Managementkarriere kommt für mich weniger in Frage, ich brauche die fachliche Herausforderung. Gueltekin: Natürlich möchte ich weiter kommen, eine Führungsposition erlangen, deshalb mache ich auch den Master in Kunststofftechnik. Eine reine Managementposition ist zur Zeit keine Option. Ich liebe es, Schliffe zu präparieren, Strukturen durchs Mikroskop oder durchs Rasterelektronenmikroskop zu betrachten – Schadensanalyse zu betreiben, das macht mir unheimlich Spass. Furgler: Mit dieser Weiterbildung erhalte ich ein übergreifendes Verständnis für die verschiedenen Verfahren und deren Kombinierbarkeit. So bleibt man am Ball. Firmen entwickeln sich, da muss man sich mitentwickeln, sei es auf Führungsebene oder auf fachlicher Ebene. Ich strebe eher eine Kombination aus Management und Technik an, mit Schwerpunkt in der Entwicklung.

Furgler: Ich entscheide mich für die Extrusion. Ich habe ja bereits Erfahrung mit dem Spritzguss und dem Compoundieren, jetzt bin ich in einem Extrusionsbetrieb tätig – das passt. Oppolzer: Mich interessieren besonders die Faserverbundwerkstoffe; dies auch, weil wir recht interessante Teile daraus fertigen, z.B. die Nutzlastverkleidung für Raketen. Ansonsten fahre ich gerne Rennrad und dieses ist auch aus Carbon. 9/2014

(Wie) werden Sie von Ihrem Unternehmen in puncto Weiterbildung unterstützt? von Arx: Ich habe meinen Wunsch zur Weiterbildung geäussert und der ist sehr offen angenommen worden. Einen Teil der Stunden hole ich vor – aber das Unternehmen ist sehr grosszügig. Gueltekin: Der Vorschlag für eine Weiterbildung in Kunststofftechnik kam von meinen Vorgesetzten, weil wir ja unser Kunststofflabor ausbauen. Ehrlich gesagt habe ich zuerst überlegt, ob ich weiterstudieren, nach all den Jahren wieder einsteigen will. Heute bin ich froh, diesen Weg eingeschlagen zu haben. Natürlich muss auch ich eine gewisse Anzahl Stunden nachholen – aber die Firma kommt mir auch finanziell sehr entgegen. Furgler: Ich bin noch nicht lange an meiner jetzigen Arbeitsstelle und da ist es nicht selbstverständlich, dass sich die Firma an der Weiterbildung finanziell beteiligt. Mein Arbeitgeber ist sehr offen und begrüsst es, wenn Mitarbeiter sich weiterbilden. Einen Teil der Stunden hole auch ich vor – das ist kein Problem. Oppolzer: Auch ich bin noch nicht lange in der Firma. Beim Einstellungsgespräch war es eine Bedingung, dass ich diesen Studiengang besuchen kann. Dieser Wunsch wurde sehr positiv entgegengenommen. Ich werde sowohl zeitlich wie auch finanziell unterstützt.

Welche Vertiefungsrichtung schlagen Sie nun im 2. Semester ein? Von Arx: Als Vertiefungsfach wähle ich klar «Spritzguss», weil wir dieses Verfahren in unserem Unternehmen anwenden. Gueltekin: Ich schwanke noch zwischen Faserverstärkung und Spritzguss. Vielleicht wähle ich auch beide, warum nicht?

Oppolzer: Ich habe mich klar für eine Fachkarriere entschieden und das ist jetzt mein Weg dorthin.

Kerstin Oppolzer 2009 Produktionsingenieur (Praxissemester) ZF Friedrichshafen AG 2010 – 2011 Qualitätsingenieur (Bachelorthesis) 2011 – 2013 MAN Diesel & Turbo Schweiz AG, Zürich, Qualitätsingenieur Seit Oktober 2013: Ruag Space, Zürich, Produktionsingenieur

Anmeldeschluss für den nächsten Studiengang MAS Kunststofftechnik ist der 20. Februar 2015. Studienbeginn ist am 6. März 2015.

Kontakt FHNW Sekretariat Weiterbildung (IKT) Klosterzelgstrasse 2 CH-5210 Windisch Telefon +41 (0)56 202 78-68 doris.weiss@fhnw.ch www.fhnw.ch/technik/weiterbildung/kunststofftechnik n 39


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Bilder: Meusburger

Meusburger: 50 Jahre kontinuierliches Wachstum

Sitz der Meusburger in Wolfurt heute …

… und Gründer Georg Meusburger vor 50 Jahren.

Der führende Hersteller von Normalien für den Werkzeugund Formenbau feiert in diesem Jahr sein 50-jähriges Bestehen. Kunden von Meusburger profitieren von der jahrzehntelangen Erfahrung des Unternehmens in der Bearbeitung von Stahl. Laufende Investitionen in den Standortausbau, Erweiterungen des Produktsortiments und gezielte Massnahmen im Verkauf bescherten Meusburger in den letzten Jahren ein enormes Wachstum. 1999 lag der Jahresumsatz noch bei rund 28 Millionen Euro, 2013 sind es über 160 Millionen Euro. Nach erfolgreicher Meisterprüfung und fünf anschliessenden Wanderjahren (1957 – 1962) in

wird die Geschäftstätigkeit bald auf ganz Europa ausgeweitet. 1980 übersiedelt die Firma mit 35 Mitarbeitern nach Wolfurt, wo sie bis heute beste Rahmenbedingungen vorfindet. Hier konnten die räumlichen Erfordernisse ständig der wachsenden Geschäftstätigkeit angepasst werden und in den folgenden Jahren wurde kontinuierlich in den weiteren Ausbau investiert. 2007 stellt Meusburger erneut die Weichen für die Zukunft. Der Familienbetrieb übergibt ein zukunftsfähiges Unternehmen an die nächste Generation – Ing. Mag. (FH) Guntram Meusburger übernimmt mit damals 35 Jahren die Meusburger Georg GmbH  &  Co KG. Die

Übergabe war lange geplant. Der junge Unternehmer tritt die Geschäftsleitung mit klaren Zielen an. Georg Meusburger bleibt weiterhin im Unternehmen und unterstützt auch heute noch mit seinem Fachwissen. Seit 2010 wird auch das Geschäftsfeld Stanzwerkzeugbau mit innovativen Meusburger Produkten bedient. Ab 2011 werden stetig neue Produkte für den Werkstattbedarf ins Produktprogramm aufgenommen. 2013 erscheint sogar ein eigener Katalog «Werkstattbedarf für den Werkzeug- und Formenbau». Damit bietet das Unternehmen seinen Kunden neben Normalien auch Produkte für den Werkstattbedarf. www.meusburger.com

Designs präsentiert. Um die Energieeffizienzklassen aber transparent und vergleichbar für Kunden darzustellen wurde nun ein einheitliches neutrales Label entwickelt und in einer neuen Euromap-Empfehlung spezifiziert. Im Gegensatz zum EU-Energielabel (z.B. für Kühlschränke)

handelt es sich beim EuromapLabel um eine freiwillige Angabe. Ausserdem ist keine DrittZertifizierung zur Ausstellung des Labels erforderlich.

Amerika gründet der gelernte Werkzeugbauer Georg Meusburger 1964 in Dornbirn (Österreich) einen Einmannbetrieb. «Damals hatte ich noch die Idee von einem kleinen Handwerksbetrieb im Formenbau – mit ungefähr 7 oder 8 Leuten», erinnert sich der Firmengründer. Das Geschäft läuft, Mitarbeiter werden eingestellt, so könnte es weitergehen. Aber nach 14 Jahren strukturiert Georg Meusburger das Unternehmen grundlegend um. Der Unternehmer hat das richtige Gespür für den Markt und spezialisiert seine Firma auf schnell verfügbare und präzise verarbeitete Formaufbauten. Dieser Schritt erweist sich als zukunftsweisend und dank der starken Nachfrage

Euromap plant Energielabel Der europäische Dachverband der Kunststoff- und Gummimaschinenhersteller Euromap plant die Einführung eines Energielabels zur Kennzeichnung von Kunststoff- und Gummimaschinen. Die zunehmende Bedeutung des Themas Energieeffizienz in der Branche spiegelt sich auch 40

in den Verbandsaktivitäten wider. So wurden von Euromap bereits für Spritzgiessmaschinen und Extrusionsblasformmaschinen Energiemessstandards veröffentlicht. Bisher wurden die damit ermittelten Energieeffizienzklassen von den Maschinenherstellern allerdings in selbst entwickelten

Das Label soll ab dem 1. Oktober 2014 in Kraft treten. www.euromap.org 9/2014


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Bild: Sukano

Führungswechsel bei Sukano

Michael de Braaf.

Die Sukano AG hat einen neuen Chef: Mit Michael de Braaf, der bereits seit 1. März 2014 als Verkaufsleiter bei Sukano

tätig ist, übernimmt eine ausgewiesene Führungspersönlichkeit mit grossem Industrie Know-how die operative Führung des Unternehmens. De Braaf bringt langjährige Erfahrung aus global tätigen Firmen der Chemie- und Kunststoffindustrie mit. Zusätzlich zu seinen Aufgaben als CEO der Sukano AG führt de Braaf weiterhin das Verkaufsteam. www.sukano.com

Engel med.con 2014 Kompromisslose Sauberkeit, maximale Produktsicherheit, wirtschaftliche Effizienz – von Juni bis November lädt Engel an sechs Standorten in Europa zur Medizintechnikkonferenz ein. Auf dem Programm stehen Fachvorträge, Expertendiskussionen, Live-Demonstrationen, eine Partnermesse sowie vielfältige Möglichkeiten zum Netzwerken. Gestartet ist die erste Engel med.con vor vier Jahren. Heute gehört sie weltweit zu den best besuchten Veranstaltungen von Engel. «Die Engel med.con hat sich als eine Art Netzwerktreffen für die Kunststoffverarbeiter in der Medizintechnik etabliert», betont Christoph Lhota, Leiter des Geschäftsbereichs Medical von Engel Austria in Schwertberg. «Unsere Kunden und

Partner nutzen diese Plattform, um sich über Trends und Strategien sowie innovative Produkte und Verfahren zu informieren und auszutauschen. Dabei erhalten wir von den Teilnehmern immer wieder die Rückmeldung, dass sie viele Anregungen unmittelbar in der Praxis umsetzen können.» Dieses Jahr fokussiert Engel med.con mit zwei Live-Exponaten auf die Themen Prozessintegration und Hochleistung. Nach Veranstaltung in Stuttgart und Lyon (F) im Juni stehen nun Events in Hannover und Mirandola (I), beide im September, und in Kopenhagen (DK) und Warwick (GB), jeweils im November, an. medical@engel.at www.engelglobal.com

Swiss Plastics Innovationstagung Die erste Swiss Plastics Innovationstagung steht unter dem Patronat von Swiss Plastics, dem Netzwerk und der Dachmarke der Schweizer Kunststoffindustrie. Sie findet am 27. Januar 2015 in der Messe Luzern statt. Die Abnehmerbranchen Automobil, Medizin9/2014

technik, Elektro / Elektronik, Branchen mit hohem Exportanteil und hohem Innovationsdruck, werden an der Tagung ins Zentrum gestellt. Am Anlass wird zudem der erste Swiss Plastics Innovation Report vorgestellt. www.swissplastics.ch

Composites Markterhebung 1. Halbjahr 2014 Allgemein werden faserverstärkte Kunststoffe, auch Composites genannt, als Werkstoffe eingeschätzt, die enorme Möglichkeiten bieten und erhebliches Entwicklungspotenzial hinsichtlich ihrer zukünftigen Einsatzmöglichkeiten aufweisen. Ob beispielsweise in der Automobilindustrie, im Bausektor oder im Luftfahrtbereich, in vielen Industrie- und Anwendungsbereichen zeigen sich mögliche Einsatzgebiete für diese vielfältigen, oftmals noch jungen Materialien. Seit 2013 erhebt Composites Germany anhand einer halbjährlichen Mitgliederbefragung Kennwerte zur momentanen und zukünftigen Marktentwicklung im Bereich Composites. Die aktuellen Ergebnisse der dritten Befragung liegen jetzt vor. Erstmals gibt es nun auch einen Composites-Development-Index, um eine noch bessere Einschätzung der derzeitigen und zukünftigen Geschäftslage zu erhalten. Die aktuelle Geschäftslage im Bereich Composites wird weiterhin von einer Vielzahl der Befragten (teilweise über 90 %)

als positiv bzw. sehr positiv bewertet. Auch die eigene Geschäftslage innerhalb des Marktes wird weiterhin und zukünftig vom überwiegenden Teil der Befragten sehr positiv eingeschätzt. Diese Sichtweise wird von weiteren Indikatoren gestützt. Etwa 25 % der Befragten gehen von einem weiteren Ausbau der Personalkapazitäten in Zukunft aus und rund 75% der befragten Verarbeiter halten Maschinen- bzw. Anlageninvestitionen für wahrscheinlich. Deutschland wird dabei als der regionale Markt mit den wesentlichen Wachstumsimpulsen angesehen. Werkstoffseitig bleibt CFK (Carbon-Faserverstärkter Kunststoff) das Material, von dem die wesentlichen Wachstumstreiber ausgehen. Dieses Wachstum wird hauptsächlich in der Automobilindustrie und im Luftfahrtsektor erwartet. Die nächste Ausgabe der Composites-Markt-Erhebung erscheint voraussichtlich im Dezember 2014.

www.composites-germany.org

• Faserverbundwerkstoffe • Matériaux composites • Composite materials

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Decker, K-H.; Maschinenelemente, Carl Hanser Verlag München, 2014, ISBN 978-3446-43856-9 Dieses seit Jahrzehnten bewährte und weitverbreitete Standardwerk stellt die wichtigsten Maschinenelemente in kompakter und verständlicher Form dar. Jede einzelne Gruppe der Maschinenelemente ist

in sich geschlossen behandelt, sodass der Leser das jeweilige Gebiet unabhängig von anderen durcharbeiten kann. Die wichtigen Berechnungsgleichungen sind besonders hervorgehoben und durch farblich herausgestellte Berechnungsbeispiele erläutert. Damit ist das Werk für Technikerschulen, Berufsakademien, Fachhochschulen und Universitäten gleichermassen geeignet. Die meisten Zahlentafeln und Diagramme sind in einem beiliegenden Tabellenband enthalten, der auch unabhängig vom Lehrbuch genutzt werden kann. Erstmals gibt es jetzt auch eine das Buch begleitende Website mit vielen Berechnungsprogrammen und Zusatzinformationen. www.hanser-fachbuch.de

Neuer Produktmanager Logistik Thomas Hanhart (46 Jahre) übernimmt ab sofort die Funktion des Produktmanagers Logistik bei der auf Industriebauten spezialisierten IE Engineering Group in Zürich. Er folgt auf Staffan Nordström, der die Führungsposition nach Erreichen des 60. Lebensjahres abgibt, aber weiterhin als Stellvertreter von Thomas Hanhart im Unternehmen verbleibt. Dies ist bei IE Engineering Group gängige Praxis, um die Kontinuität im Management zu gewährleisten. Hanhart bringt über 25 Jahre Erfahrung in der Planung und Realisierung von Logistikprojekten mit. Seit 2009 ist er bei IE als Projektleiter tätig. Zu seinem neuen Aufgabenbereich gehört es, die Logistik in den Unternehmensbereichen Food, Plast, Life Science, Technology und Graphic weiter auszubauen. Im Zusammenspiel von Betriebs-

Bild: IE Engineering Group

Bild: Hanser

Decker Maschinenelemente

Thomas Hanhart.

und Bauplanung nimmt die Logistik bei IE bereits eine wichtige Rolle ein. «Wir helfen unseren Kunden, das wahre Effizienzpotenzial in der Logistik zu heben: durch die perfekte Abstimmung von Materialfluss, Produktionsprozessen und der optimalen Gebäudestruktur», so Hanhart. www.ie-group.com

Bayer-Forschung drosselt Erdölverbrauch Bayer MaterialScience verzeichnet neue Erfolge bei der Erforschung von Kohlendioxid als neuem Rohstoff in der Kunststoffherstellung. Dem Unternehmen ist es im Labor gelungen, durch Einbau von CO2 noch einmal deutlich mehr Erdöl auf der Ebene von Vorprodukten einzusparen. Kunststoffe und ihre Komponenten basieren üblicherweise komplett auf Öl. Ausserdem lässt sich mit dem neuen Verfahren die Palette an Kunststoffarten erweitern, die mit Hilfe von CO2 hergestellt werden können. Dies sind die Ergebnisse des Forschungsprojekts Dream Polymers, mit dem Bayer MaterialScience 42

seine Aktivitäten zur CO2-Nutzung fortsetzt. Bereits auf dem Weg zur wirtschaftlichen Nutzung ist eine Technik, mit Hilfe des Treibhausgases eine zentrale Komponente für hochwertigen Schaumstoff (Polyurethan) zu produzieren. In dieser Chemikalie liegt der Anteil an Erdöl bei 80 Prozent. «Nun ist es uns gelungen, den Erdöl-Gehalt zur Herstellung anderer Kunststoffe auf nur noch 60 Prozent zu verringern», sagt Projektleiter Dr. Christoph Gürtler. In dem neuen Verfahren wird Kohlendioxid doppelt genutzt. Zum einen wird das Treibhausgas direkt in ein neuartiges Vorprodukt (Polyoxymethylen-Po-

lycarbonat-Polyol) eingebaut. Dadurch werden hier 20 Prozent Erdöl ersetzt. Zum anderen kommt das CO2 indirekt ins Spiel: Damit lässt sich eine Chemikalie herstellen, die dann wiederum in das Vorprodukt einfliesst und für die Einsparung von weiteren 20 Prozent Erdöl sorgt. «Damit liegt der Anteil an alternativen Rohstoffen bereits bei 40 Prozent», betont Gürtler. Gleichzeitig wird die Zahl der Kunststoffe grösser, die sich durch Nutzung von Kohlendioxid gewinnen lassen. «Jetzt können auch thermoplastische Polyurethane, Folien und Giesselastomere auf diese Weise hergestellt werden», so Gürtler.

Solche Kunststoffe werden in den unterschiedlichsten Bereichen verwendet – unter anderem für Sportartikel wie etwa Skistiefel, in der Automobilindustrie zur Ausstattung von Innenräumen und in der Elektrobranche als Kabelummantelung. In Laborversuchen konnten die Forscher bereits zeigen, dass die Herstellung grundsätzlich funktioniert. «Erste Anwendungstests sind positiv ausgefallen», berichtet Gürtler. Bis zu einer kommerziellen Umsetzung sei es allerdings noch ein längerer Weg. www.materialscience.bayer. com 9/2014


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Suvema: 40 Jahre CNC-Kompetenz Die Suvema AG, Biberist, ist zufrieden mit der Geschäftsentwicklung. Das Interesse an modernen, auf die Schweizer Produktionsbedürfnisse zugeschnittenen CNC-Produktionslösungen ist gross und auch die vor zwei Jahren erstmals vorgestellten 3D-Produktionsdrucker sorgen für viel Gesprächsstoff. Geschäftsführer Robert Häusler vergleicht die Entwicklung bei der 3D-Drucktechnologie mit den Pionierzeiten der CNC-Fertigung in der Schweiz: «Damals waren wir die ersten, welche mit CNC-Werkzeugmaschinen auf den Markt kamen. Zuerst verhielten sich viele Produktionsbetriebe eher zurückhal-

tend und skeptisch, dann setzte der Boom plötzlich ein.» So gesehen ist die Vertretung des Weltmarktleaders 3D Systems für ihn ganz klar eine Investition in die nahe Zukunft. Für Häusler ist es nur eine Frage der Zeit, bis die 3D-Produktionsdrucker auch in der Teilefertigung Einzug halten. «Denn hier geht die Entwicklung viel rasanter vorwärts, als damals bei der CNC-Technologie.» Dass die Mikroindustrie heute bereit ist, in modernste Produktionstechnologien zu investieren, zeigt sich bei Suvema an einem Beispiel mit aller Deutlichkeit. Die im letzten Herbst lancierte Citizen L12 hat sich zu einem Renner im brei-

ten Programm der CNC-Werkzeugmaschinen entwickelt. Und wenn das sonst eher zurückhaltende Unternehmen von einem Topseller spricht, dann hat das seine guten Gründe: Seit der Marktlancierung sorgt die Maschine mit dem raffinierten Wechselkonzept (Langdreher mit Führungsbüchse oder Kurzdreher ab Spannzange) für Furore auf dem Schweizer Markt. Ganz offensichtlich hat die L12 mit diesem Wechselkonzept, der damit verbundenen Vielseitigkeit, der kompakten Bauweise und nicht zuletzt dem sehr attraktiven Preis-Leistungsverhältnis bei der Kundschaft voll ins Schwarze getroffen. «Die Euro-

pa-Produktion ist jedenfalls mehrheitlich hier in der Schweiz gelandet», meint ein zufriedener Robert Häusler. 1974 begann alles mit der Landesvertretung für CNC-Maschinen der Marke Okuma. Heute ist das Unternehmen breit abgestützt und verfügt mit Citizen, Akira-Seiki, Sugino, Bridgeport und 3D Systems über weitere Weltmarken-Vertretungen. Mit fünfzig Mitarbeitenden, davon arbeitet die Hälfte im Bereich Service und Support, ist die Suvema AG eine führende Anbieterin für kundenspezifische CNC-Produktionslösungen. www.suvema.ch

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Bild: Proto Labs

«Cool Idea Award» für autonomen Roboter

Jr., der autonome Personal Robot, bringt frischen Wind in die Sicherheitsüberwachung.

Roambotics ist der jüngste Gewinner des Proto Labs «Cool

Idea! Award». Das dreiköpfige Team von Roambotics wurde für sein Design eines autonomen Personal Robot mit dem Namen Jr. ausgezeichnet. Jr. ist ein freistehendes Rad, das sich unabhängig durch eine Wohnung oder eine Arbeitsumgebung bewegt, während akustische Sensoren und vier On-Board-Kameras hochwertige Videos und Standbilder aufnehmen. Die Fähigkeiten des Roboters, zu denen eine fast vollständige Rundumsicht zählt, konzentrieren

sich vorerst auf das Thema Sicherheit. Ein Roambot kann zum Beispiel eine Text- oder E-MailBenachrichtigung an den Hausbesitzer senden, wenn eingebrochen wird. «Unser Hauptvorteil gegenüber bestehenden Sicherheitssystemen liegt darin, dass eine invasive Installation entfällt. Unsere Software nutzt ein maschinelles Lernverfahren, um mit der Zeit intelligenter zu werden, und das Gerät bleibt nicht in einer statischen, vorhersehba-

Christian Wagner.

Der Aufsichtsrat der MHT Mold & Hotrunner Technology AG hat mit Wirkung zum 1. Januar 2015 Christian Wagner als Nachfolger von Werner Plass in der Funktion des Vorstands Technik und Vertrieb bestellt. Werner Plass (63), wesentliche Gründungsfigur der MHT, geht zum Ende dieses Jahres in den Ruhestand, wird dem Unternehmen aber weiter verbunden bleiben.

In den kommenden Monaten wird Christian Wagner (42) sukzessive alle Aufgaben für einen reibungslosen Übergang in der MHT-Geschäftsleitung übernehmen. Auf Grund seiner langjährigen Erfahrung im PETPreform-Werkzeugbau und der Anwendungstechnik ist Wagner bestens für die anstehende Aufgabe gerüstet. Er wird die weitere strategische Ausrichtung mit Christoph Kückels – dem langjährigen Vorstand Finanzen – aktiv bestimmen. Wagner leitete zuletzt als CEO die MHT-Tochtergesellschaft in den USA. In dieser Eigenschaft sammelte er reiche Erfahrungen im Bereich Technischer Vertrieb und wird in seiner neuen Funktion dazu beitragen, Wachstumsmöglichkeiten für MHT zu nutzen. www.mht-ag.de

www.kunststoffxtra.com 44

www.protolabs.de

Swiss Plastics hat neuen Geschäftsführer gewählt Der Vorstand von Swiss Plastics hat an seiner ausserordentlichen Sitzung am 14. August Urs F. Meyer, lic. iur. (1959) aus Solothurn zum neuen Geschäftsführer des Verbands gewählt. Er hat sich in der Endausmarchung gegen einen weiteren Kandidaten durchgesetzt. Meyer wird seine Position am 1. Oktober 2014 antreten. Bild: Swiss Plastics

Bild: MHT

Generationenwechsel bei MHT

ren Position», so CEO und Mitbegründer von Roambotics, Scott Menor. «Das freundliche, unbedrohliche und einrädrige Erscheinungsbild von Roambotics Jr. hat uns gefallen», so Proto Labs-Gründer Larry Lukis. «Das faszinierende Design ist sowohl ästhetisch als auch funktional, und wir freuen uns, dass der ’Cool Idea! Award’ dazu beitragen kann, Jr. zur Marktreife zu führen.»

Urs F. Meyer

Meyer verfügt über ein fundiertes Netzwerk im Parlament, Verwaltung, Medien, Wirtschaft, Nonprofitorganisationen und Verbänden. Er ist verhandlungserfahren, führungskompetent, strategisch denkend und strebt

gezielte lösungsorientierte Umsetzungen an. Als erprobter Verbandsmanager sowie Fürsprech und Notar hat er u.a. Erfahrungen als Direktor des Verbands der privatwirtschaftlichen Medienunternehmen und des schweizerischen Medieninstituts sowie als langjähriges Mitglied der Geschäftsleitung des Schweizerischen Arbeitgeberverbands. «Wir sind überzeugt, dass Urs F. Meyer dank seiner kommunikativen und überlegten Art, rasch und zeitnah technisches Knowhow erlangen wird. Dies in enger Kooperation mit der Industrie, unseren Partnerverbänden und spezifischen Weiterbildungen beim Kunststoff-Ausbildungs- und Technologie-Zentrum (KATZ) und bereits vor Arbeitsaufnahme», sagt Doris Fiala, Präsidentin des Verbands. Kurt Röschli, Geschäftsführer a.i., bleibt dem Verband weiterhin erhalten und wird den neuen Geschäftsführer im Bereich des Wissens rund um Kunststoffe unterstützen können. www.swiss-plastics.ch 
 9/2014


KUNSTSTOFF XTRA

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Borealis übernimmt Speciality Polymers Antwerp Borealis erwirbt die 67 % der Anteile an Speciality Polymers Antwerp N.V. von DuPont Holding Netherlands B.V. Das Unternehmen Speciality Polymers Antwerp N.V., ansässig in Zwijndrecht (Antwerpen, Belgien), ist ein Joint Venture der DuPont Holding Netherlands BV (67 %), Borealis Polymers N.V. und Borealis Kallo N.V. (zusammen 33 %). «Unser Ziel, Speciality Polymers Antwerp zur Gänze zu übernehmen, steht im Einklang mit unserer Strategie, unser Polyolefingeschäft in spezifischen Marktbereichen weiter auszubauen», erklärt Mark Garrett,

Borealis Vorstandsvorsitzender. «Acrylat-Copolymere sind Teil eines breiteren Polymer-Produktportfolios von Speciality Polymers Antwerp und ein wichtiger Grundstoff für unsere hochwertigen Produkte im Energie- und Infrastrukturbereich, einem unserer Schlüsselmärkte.» In Rahmen des Vertragsvorschlages wird DuPont auch weiterhin Ethylen Vinyl Acetat (EVA) und Acrylat-Copolymere, die von Speciality Polymers Antwerp hergestellt werden, auf dem Markt anbieten. www.borealisgroup.com

Ineos erwirbt BASF-Anteil an Styrolution Ineos wird den 50 %igen Anteil der BASF am gemeinsamen Joint Venture Styrolution erwerben. Der Kaufpreis beträgt 1,1 Milliarden Euro. Die Transaktion bedarf der Zustimmung der zuständigen Kartellbehörden. Bis zum Abschluss der Transaktion, der im 4. Quartal erwartet wird, handelt Styrolution weiterhin als unabhängiges Unternehmen. «Styrolution hat als ein global wettbewerbsfähiges Unternehmen gehalten, was wir uns versprochen haben: Das Unternehmen behauptet sich erfolgreich gegenüber grossen Produzenten aus Asien und dem Nahen Osten. Wir freuen

uns, Styrolution vollständig in die Ineos-Familie aufzunehmen. Nach dem Kauf wird Styrolution als eigenständiges Unternehmen innerhalb von Ineos geführt werden und wie bisher agieren», sagte Jim Ratcliffe, Chairman, Ineos Capital. Das Geschäft wird eine Tochtergesellschaft von Ineos Industries Holdings Limited. Styrolution wurde im Oktober 2011 als 50 / 50-Joint-Venture zwischen BASF und Ineos gegründet und ist der weltweit führende Anbieter von Styrolkunststoffen. www.ineos.com www.basf.com

Propylen-Wertschöpfungskette China Mit der Marktstudie «PropylenWertschöpfungskette China» setzt Ceresana neue Massstäbe. Diese Studie schafft erstmals eine vollständige Transparenz über die derzeitige sowie künftige Entwicklung der gesamten Wertschöpfungskette von Propylen in der Volksrepublik. Berücksichtigung finden dabei auch zahlreiche nachgelagerte Produkte auf den verschiedenen Stufen der Wertkette bis hin zu den entsprechenden Endmärkten. Im Jahr 2013 wurden in China über 18 Millionen Tonnen Propylen verbraucht. Damit ist Propylen neben Ethylen der wichtigste Ausgangsstoff für die petrochemische Industrie. Basierend auf Propylen wird in den weiterverarbeitenden Industrien eine Vielzahl von Produkten hergestellt. Der mit Abstand grösste Teil des verbrauchten Propylens wird zu 9/2014

Polypropylen weiterverarbeitet werden. Nach der Prognose von Ceresana wird die chinesische Nachfrage für diesen Kunststoff bis zum Jahr 2021 um über 5% pro Jahr wachsen. Polypropylen ist eines der vielseitigsten Verpackungsmaterialien. Weitere Anwendungsgebiete sind Fasern und Textilien, Fahrzeugteile, Elektroprodukte und Haushaltswaren. Zu den direkten Anwendungen zählen neben dem Kunststoff Polypropylen auch bedeutende Chemikalien, vor allem Propylenoxid, Acrylnitril, Cumol, Butyraldehyd und Acrylsäure. Die Studie zeigt detailliert, wo das produzierte Propylen künftig voraussichtlich verwendet wird. Analog dieser Studie veröffentlichte Ceresana eine Übersicht über den Propylen-Markt in den USA. www.ceresana.com

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V eranstalt u ngen

30.09.– 01.10.

Kolloquium: Zukunft der Kunststoffe 2014 Ort: Duisburg Veranstalter: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, Umsicht Osterfelder Strasse 3, D-46047 Oberhausen Telefon +49 (0)208 8598-0 info@umsicht.fraunhofer.de www.umsicht.fraunhofer.de

01.10.14.

Kurs: Plexiglasbearbeitung Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

02.10.

Tage der Technik 2014: Technologien in der Mobilität – ein Blick in die Zukunft Ort: Dübendorf Veranstalter: Swiss Engineering STV Dickbuch 493, CH-8354 Hofstetten ZH fgks-sekretariat@gmail.com www.tage-der-technik.ch

06. / 07.10.

AVK-Tagung für Faserverstärkte Kunststoffe / Composites Ort: Düsseldorf Veranstalter: AVK, Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. Am Hauptbahnhof 10, D-60329 Frankfurt am Main Telefon +49 (0)69 27 10 77-0 info@avk-tv.de, www.avk-tv.de

06. – 09.10.

Fachmessenverbund: Microsys (Mikround Nanotechnik), Motek (Produktionsund Montageautomatisierung) Ort: Stuttgart Veranstalter: P.E. Schall GmbH & Co. KG Gustav-Werner-Strasse 6, D-72636 Frickenhausen Telefon +49 (0)7025 9206-0 info@schall-messen.de, www.schall-messen.de

07. / 08.10.

4. VDI-Fachkongress: Kunststoffe in Optischen Systemen Ort: Baden-Baden Veranstalter: VDI Wissensforum Postfach 10 11 39, D-40002 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 6214-201 wissensforum@vdi.de, www.vdi.de

16.10.

Conference: Micro and Nanotechnologies in Materials and Processes for European Polymer Industry Ort: Freiburg Veranstalter: Réseau plasturgie Pérolles 80, CH-1705 Fribourg Telefon +41 (0)26 429 65 08 alexandra.musy@hefr.ch, www.reseau-plasturgie.ch

21. – 23.10.

Materialica – Internationale Fachmesse für Werkstoffanwendungen, Oberflächen und Product Engineering Ort: München Veranstalter: MunichExpo Veranstaltungs GmbH Zamdorfer Strasse 100, D-81677 München Telefon +49 (0)89 322 991-0 info@munichexpo.de, www.materialica.de

23.10.

Workshop: Abstechen, Stechdrehen und Drehen Ort: Frauenfeld Veranstalter: Iscar Hartmetall AG Wespenstrasse 14, CH-8500 Frauenfeld Telefon +41 (0)52 728 08 50 seminar@iscar.ch, www.iscar.ch

27.10.

Serienfertigung von Faserverbundbauteilen Ort: Frankfurt Veranstalter: AVK, Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. Am Hauptbahnhof 10, D-60329 Frankfurt am Main Telefon +49 (0)69 27 10 77-0 info@avk-tv.de, www.avk-tv.de

29. / 30.10.

3. Internationaler Polymerkongress Ort: Wels / OÖ Veranstalter: Clusterland OÖ GmbH Hafenstrasse 47-51, A-4020 Linz Telefon +43 (0)732 79810-5115 kunststoff-cluster@clusterland.at, www.clusterland.at

30. / 31.10.

Medtech & Pharma – Innovation at the Interface 2014 Ort: Oerlikon / Zürich Veranstalter: Medical Cluster Wankdorffeldstrasse 102, CH-3000 Bern 22 Telefon +41 (0)31 335 62 38 mail@medical-cluster.ch, www.medical-cluster.ch

Bild: Aargon, Pixelio

Oktober 2014

07. – 09.10.

Composites Europe 2014 Ort: Düsseldorf Veranstalter: Reed Exhibitions Deutschland GmbH Völklinger Strasse 4, D-40219 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 90191-0 info@reedexpo.de www.composites-europe.com

08.10.

Seminar: Spritzgiessmaschinen Ort: Münsingen Veranstalter: Réseau plasturgie Pérolles 80, CH-1705 Fribourg Telefon +41 (0)26 429 65 08 alexandra.musy@hefr.ch, www.reseau-plasturgie.ch

05.11.

Kurs: Moderne Kunststoffentwicklungen Ort: Aarau Veranstalter: KATZ Schachenallee 29, CH-5000 Aarau Telefon +41 (0)62 836 95 36 info@katz.ch, www.katz.ch

14. – 18.10.

Fakuma – Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung Ort: Friedrichshafen Veranstalter: P.E. Schall GmbH & Co. KG Gustav-Werner-Strasse 6, D-72636 Frickenhausen Telefon +49 (0)7025 9206-0 info@schall-messen.de, www.fakuma-messe.de

06. – 08.11.

19. Innovationstage Ort: Ermensee Veranstalter: Ineichen AG Luzernerstrasse 26 CH-6294 Ermensee Telefon +41 (0)41 919 90 20 info@ineichen.ch, www.ineichen.ch

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Messwerte: einfach und sicher dank Funkübertragung

Die Funkmodule von IBR erlauben die Übertragung der Messwerte von manuellen Messgeräten über einen Funkempfänger direkt auf Ihren PC. Mit dem Modul geliefert, ermöglicht die Software SIMKEY eine einfache Übertragung der Daten in EXCEL (z.B. in Ihren eigenen Datenordner). Sie verfü-

gen über max. 120 Kanäle und eine Reichweite von 200 m (abhängig von der Umgebung). Dieses System ermöglicht es Ihnen, manuelle Geräte verschiedener Marken (Mitutoyo, TESA, SYLVAC, usw.) mit Ihrem PC zu verbinden und Sie vermeiden so einen Kabelsalat.

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len Anwendung verlangen Sie Ihre Kontaktperson: victor.augustin@ brw.ch (Tel. 044 736 63 63). Brütsch / Rüegger Werkzeuge AG Heinrich Stutz-Strasse 20 Postfach, CH-8902 Urdorf Telefon +41 (0)44 736 63 63 sales@brw.ch, www.brw.ch

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WELTNEUHEIT «RUNDE FEINZENTRIERUNG»

–M  it dem Typ Jet-Clean Standard keine Heisskanalsysteme reinigen –D  er kleinste Durchmesser ist 3 mm –V  erschlussdüsen vorher entfernen –E  xtrudern ist der Düsenkopf abzubauen – A nwendungstemperaturen: JetClean Standard 190 °C bis 300 °C – J et-Clean Spezial 180 °C bis 380 °C Der Typ Jet-Clean 2000 Spezial ist ein Reinigungsgranulat, welches auf Polyolefinbasis aufgebaut und mit ca. 30 % Glasanteil versehen ist und auch zum Reinigen von Heisskanalsystemen eingesetzt werden darf (falls es die Anwendung zulässt).

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KUNSTSTOFF XTRA

P rod u kte

Proto Labs führt LSR-Technologie ein Proto Labs hat vor kurzem seine Spritzgusskapazitäten um Flüssigsilikon (Liquid Silicone Rubber – LSR) erweitert. Damit macht das Unternehmen das Angebot seines Express-Spritzguss-Services Protomold noch attraktiver. LSR ist ein robuster, elastischer Werkstoff mit einer ausgezeichneten Wärme- und Chemikalienbeständigkeit und einem hervorragenden elektrischen Widerstand. LSR-Teile behalten selbst bei extremen Temperaturen ihre physikalischen Eigenschaften und überstehen beispielsweise unverändert die Belastungen von Sterilisationsverfahren. Damit eignen sie sich besonders gut für Anwendungen im Medizin- und Lebensmittelbereich, zumal sie voll biokompatibel sind. Weitere interessante Branchen stellen neben der Medizin- und Le-

bensmitteltechnik die Bereiche Automobil, Konsumgüter, Freizeit- und Elektroindustrie dar. Mit diesem neuen Service erhalten Proto-Labs-Kunden Silikon-Teile in kürzester Zeit. Flüssigsilikon ist ein bewährter Werkstoff in der Industrie. Neu bei Proto Labs ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die Bandbreite reicht von 25 bis 5000 Stück, für die eine Bearbeitungszeit von maximal drei Wochen angesetzt ist. Die Vorgehensweise zur Anfrage von LSR-Teilen bei Proto Labs ist simpel und enthält sogar eine kostenlose Fertigungsanalyse. Einfach ein 3D-CAD-Modell eines Teils auf das webbasierte Angebotssystem hochladen, Wunschmaterial und Lieferzeit auswählen – fertig. Der Kunde erhält innerhalb weniger Minuten ein detailliertes Angebot

und eine Ausführbarkeitsanalyse mit 3D-Darstellung der Korrekturvorschläge. Durch dieses webbasierende Angebotssystem (ProtoQuote) können Kunden sehr schnell zu ausgereiften Konstruktionen kommen. Sie wiederholen den Hochladevorgang so oft wie nötig mit unterschiedlichen Designs, um ein fertigungsgerechtes Modell, das richtige Material und die optimalen Kosten zu ermitteln. Dies wiederum verkürzt die Einführungszeit eines neuen Produkts erheblich. Obwohl das Spritzgiessen mit LSR dem herkömmlichen Spritzgiessen in vielen Punkten ähnelt, gibt es dennoch ein paar deutliche Unterschiede. Im Gegensatz zu thermoplastischem Kunststoff, der vor dem Einspritzen geschmolzen wird, ist LSR eine zweiteilige Duro-

plast-Verbindung, die kalt in eine erhitzte Form eingespritzt wird und dort aushärtet. Da es sich bei LSR um ein duroplastisches Polymer handelt, ist sein erstarrter Zustand dauerhaft und es kann nicht wie ein themoplastischer Kunststoff erneut geschmolzen werden. Zu den Besonderheiten des LSRSpritzgiessens zählt die Möglichkeit, Teile mit extremen Hinterschneidungen herzustellen, die nahezu angussfrei und ohne Auswerferabdrücke sind, da sie von Hand entnommen werden.

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Silikon / Elastomere > gleitfähig sauber > nicht klebrig

>

Durch intensive Fluorierung werden Fluoratome in die Oberfläche des Bauteils aus EPDM, NBR, Silikon und (Nitril-) Kautschuk ein­ gelagert. Das bewirkt eine deutliche Verringerung der Gleitreibung, was zahlreiche Vorteile mit sich bringt: • Einfachere Montage, weil die Oberflächen besser aneinander gleiten. • Verringerte Haftreibung / Losbrechkraft zwischen Reibepartnern verhindert Knarrgeräusche beim Gleiten. • Angenehme Haptik, da die Oberfläche nicht mehr klebt. • Weniger Slip- / Stick-Effekt durch die verringerte Gleitreibung zwischen Reibepartnern. • Problemlose Montage von Kleinteilen, da diese sich jetzt einfach vereinzeln lassen und nicht mehr aneinander kleben. • Ventile / Dichtungen lösen sich auch nach längerer «Geschlossen»-Phase problemlos von ihrer Gegenfläche.

• Zuverlässige Dichtigkeit, da sich Dichtungen nicht mehr durch eine klebrige Oberfläche verdrehen und leicht aufgleiten können. Auch beim Reinigen und Sterilisieren bleiben diese Eigenschaften langzeitstabil. Für gute Kontakte in der Lohnfluorierung und im Anlagenbau. Fluor Technik System GmbH
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KUNSTSTOFF XTRA

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On

Si

TeachBox 8.2

So

Die Akro-Plastic GmbH, seit mehr als 25 Jahren Spezialist für innovative und anwendungsorientierte Kunststoffcompounds, hat in Zusammenarbeit mit der Ziehl-Abegg SE für die Anwendung «bionischer Bio-Ventilator» ein Akromid S Compound auf der Basis von Polyamid 6.10 entwickelt. Akromid S, das PA 6.10 Compound aus dem Hause Akro-Plastic, erfüllt die gängige Definition eines Biokunststoffs. Es besitzt einen bis zu 70 %igen biogenen C-Anteil. Rizinusöl aus den Samen des Wunderbaumes bildet die Grundlage für Sebacinsäure, die hierbei als Basis für den nachwachsenden Rohstoffanteil des Polymers fungiert. PA 6.10 ist nicht biologisch abbaubar. Bei der Verwendung von technischen Kunststoffen ist diese Eigenschaft absolut unerwünscht, da hier bei einer hohen Lebensdauer des Endproduktes eine ebenso hohe Beständigkeit der Materialien gefordert ist, die ein abbaubarer Kunststoff nicht erfüllen kann. Durch die Nutzung pflanzlicher Rohstoffe, die der Umwelt in ihrer Wachstumsphase bereits CO2 entzogen haben, fällt die CO2-Bilanz dieses Werkstoffes in Summe günstiger aus als bei Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe. Ziehl-Abegg hat im Bereich der Lüftungstechnik schon früh die Vorteile der Bionik erkannt und die daraus erworbenen Erkenntnisse konsequent in der Formgestaltung ihrer neuen Ventilatorgeneration umgesetzt. Dabei orientiert sich die Flügelgeometrie am Vorbild eines Eulenflügels und reduziert damit das Ventilatorgeräusch. Die Bionik, die sich mit Konstruktionslösungen nach dem Vorbild der Natur auseinandersetzt sorgt dafür, dass immer bessere Lösungsmöglichkeiten für technische Konstruktionsaufgaben bestehen. Neben Leichtbau durch Materialreduktion,

hohen mechanischen Festigkeiten durch Verstrebungen an den notwendigen Stellen, Reduktion von Kerbwirkungen aufgrund spezieller Kerbgeometrien u. a. m. ergeben sich diverse Lösungen anhand der hieraus abgeleiteten Kenntnisse. So entstand der Axialventilator der neuesten Generation. Während die Kenntnisse über mechanische Festigkeiten die Langlebigkeit einer Konstruktion sicherstellen, sind weitere Erkenntnisse aus dem strömungstechnischen Bereich für Ventilatorflügel notwendig. PA 6.10 hat gegenüber StandardPolyamiden wie PA 6 und PA 6.6 Vorteile in Bezug auf geringere Wasseraufnahme, bessere chemische Beständigkeit sowie eine geringere Dichte. Die mechanischen Eigenschaften von Akromid S, verstärkt mit 30 % Glasfaser, sorgen dafür, dass auch bei höheren Drehzahlen ein sicherer Betrieb des Ventilators möglich ist. Bei diesem Glasfasergehalt werden zudem hervorragende Oberflächen erreicht. Dies ist nicht zuletzt auch das Ergebnis der im Verarbeitungsprozess angewandten Verfahrenstechnologie. Die hier eingesetzten knetblockfreien Doppelschneckenextruder der Schwesterfirma Feddem GmbH & Co. KG, Sinzig, sorgen für eine schonende Dispergierung. Die eingearbeiteten Glasfasern werden bei diesem Compoundierverfahren nicht so stark in der Länge reduziert, was erhöhte Werte in Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit erreichen lässt. Die bionischen Ventilatoren werden zukünftig in der Kältetechnik (Kühlkette für Lebensmittel bis zum Supermarkt), in Heizungen, Wärmepumpen und zur Elektronikkühlung (Rechenzentren, Schaltschrank- und Umrichterkühlung) ihren Einsatz finden. In diesen Bereichen sorgen sie dafür, dass neben einem ressourcenschonenden Werkstoffeinsatz auch die Geräusch­emission deutlich reduziert wird.

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KUNSTSTOFF XTRA

P rod u kte

bigHead: Mehr Flexibilität und Möglichkeiten

Die bigHead-Befestiger des gleichnamigen englischen Herstellers stehen bei KVT-Fastening bereits in über 400 Standardvarianten zur Verfügung. Kunden aus dem Fahrzeug-, Schiffs- und Maschinenbau sowie der Möbelindustrie können auf eine breite Auswahl an Alternativen zu herkömmlichen Verbindungstechnologien zurückgreifen. Die damit neu gewonnene Flexibilität ergibt sich aus der Bauweise eines bigHead: Auf einer Grundplatte (Head) werden über einen Schweisspunkt am Kopf beliebige Befestigungspunkte – wie Stifte, Nägel, Muttern, Gewinde, Haken usw. – angebracht. Dadurch können die Befestiger nicht nur «unsichtbar» in vielen Kunststoffkomponenten und Verbundwerkstoffen integriert werden; es sind auch keine Bohrungen wie bei herkömmlichen Verbindern nötig, woraus sich eine Beeinträchtigung der Bauteilfestigkeit ergeben kann. Ihre hohe Zugfestigkeit stellen die bigHead-Befestiger beispielsweise

an In-Door-Kletterwänden unter Beweis. Die künstlichen In-Door-Kletterwände der DR Climbing Walls Limited werden aus einem haltbaren Harzaggregat auf Sperrholz- oder GFK-Basis erzeugt. Für den nötigen festen Halt der Tret- und Greifpunkte sorgen die Befestiger von bigHead, speziell in der Ausführung F1 / S38-M10. Sie sind auf den Substraten angebracht und stellen dort die Ankerpunkte für die austauschbaren Griffe und Tritte bereit. Dadurch können an den Kletterwänden spezielle Felseigenschaften – wie handblockierende Spalten, Splitter und Tuffsteine – dem Vorbild der Natur nachempfunden werden. Die bigHead-Befestiger kommen vor allem wegen ihrer hohen Belastbarkeit und den flexiblen Positionierungsmöglichkeiten zum Einsatz. Die Flexibilität der bigHead-Befestiger spiegelt sich in vielfältigen Einsatzszenarien wider. Sie können beispielweise in Verbundwerkstoffe einlaminiert oder auf Oberflächen sowie in Sandwichmaterialien eingeklebt werden. Ebenso ist die Einbettung in Kunststoffe durch Umspritzung möglich. Als Werkstoff kommt verzinkter oder nichtrostender Stahl zum Einsatz. KVT-Fastening AG Lagerstrasse 8 CH-8953 Dietikon Telefon +41 (0)44 743 33 33 info-CH@kvt-fastening.com www.kvt-fastening.ch

Energieeffiziente PU-Maschinen

Die Hennecke GmbH entwickelt seit mehr als 65 Jahren erfolgreich Maschinen und Anlagen zur Polyurethan-Verarbeitung. Auf der diesjährigen Fakuma präsentiert das Traditionsunternehmen aus Sankt Augustin neue Maschinenkonzepte und Weiterentwicklungen im Bereich moderner und klassischer Verarbeitungstechnologien. Im Fokus der Messepräsenz steht eine neue Energiespartechnologie, die unter der Bezeichnung «Blue Intelligence» verschiedene Massnahmen zur Energieeinsparung und CO2-Reduktion für Reaktionsgiessmaschinen bündelt. Die Vermeidung und Verringerung von Treibhausgasemissionen ist nicht nur für den globalen Klimaschutz von entscheidender Bedeutung, sondern ebenso innerhalb der Produktion vieler Unternehmen. Weniger Emissionen durch reduzierten Energieverbrauch bedeuten auch weniger Kosten. Die Energiespartechnologie Blue Intelligence sorgt bei der Polyurethan-

Hochdruck-Dosierung für deutlich reduzierte Energiekosten. Im Mittelpunkt steht dabei ein optimiertes Management der Maschinenbereitschaft, ein angepasstes Temperierkonzept sowie eine moderne Düsentechnologie mit hohem Wirkungsgrad. Je nach Anwendung und Baugrösse der Reaktionsgiessmaschinen können hierdurch erhebliche Reduzierungen des Energieverbrauchs erreicht werden. Besonders hohe Einsparungen ergeben sich bei Anwendungen, in denen kleinere und mittlere Stückzahlen in unregelmässiger Abfolge produziert werden. Die Blue Intelligence-Technologie hat Hennecke erstmals in der neuen Maschinenbaureihe Highline realisiert.

zeiten. Die neuen Wärmeisolierplatten stehen in zahlreichen Abmessungen zur Verfügung, können aber auch in kundenspezifischen Abmessungen geliefert werden. Die Z1215… weisen eine sehr gute Beständigkeit gegen Trenn- und Reinigungsmittel auf. Für eine einfache Verschraubung empfehlen wir die Hasco-Senkschrauben Z330 / …. Die Aussenisolierung des Werkzeuges «innen heiss – aussen kalt» bringt für den Bediener auch im Bereich der Arbeitssicherheit einige Vorteile. Ein sicheres Handling ist

möglich, da die Verletzungsgefahr durch Verbrennungen sinkt. Durch den gezielten Einsatz innovativer Wärmeisolierung mit Z1215 / … kann Energieverlust vermieden und die Qualität der Kunststoffartikel verbessert werden – eine nachhaltige Investition mit hoher Profitabilität.

Hennecke GmbH Birlinghovener Strasse 30 D-53757 Sankt Augustin Telefon +49 (0)2241 339-0 info@hennecke.com www.hennecke.com Fakuma: Halle A5, Stand 217

Hasco Wärmeisolierplatte 1215 / … Die neuen Hasco Wärmeisolierplatten Z1215 / … zur Aussenisolierung verhindern den Wärmeabfluss aus beheizten Spritzgiess- und Presswerkzeugen. Sie wurden speziell für thermisch hochbeanspruchte Werkzeuge entwickelt. Mit den aus Hochtemperaturkunststoff bestehenden Wärmeisolierplatten kann eine Komplettisolierung der Werkzeuge erfolgen. Die einseitig an die Form anzulegenden Wärmeisolierplatten bilden dabei mit der Wabenstruktur isolierende Luftkammern, die bereits beim Auf-

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heizen sowie während des gesamten Spritzgiessprozesses für wesentliche Energieeinsparungen sorgen. Ein schnelles Temperaturgleichgewicht im Werkzeug wird erreicht und ermöglicht höchste Prozesssicherheit und somit kürzere Zyklus-

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KUNSTSTOFF XTRA

Schnecken

Freeformer fertigt Funktionsteile additiv

Mit dem Freeformer und dem Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) hat Arburg sein industrielles Produktionsangebot für die effiziente Kunststoffverarbeitung erweitert. Funktionsfähige Einzelteile und Kleinserien lassen sich direkt aus 3D-CAD-Daten und ohne Werkzeug herstellen. Zunächst werden handelsübliche, kostengünstige Kunststoffgranulate ähnlich wie beim Spritzgiessen in einem Plastifizierzylinder aufge-

schmolzen. Eine starre Austragseinheit mit spezieller Düse trägt dann die Kunststofftropfen mittels hochfrequenter Piezotechnik im vorgegebenen Takt (60 bis 200 Hertz) schichtweise auf den beweglichen Bauteilträger auf. Die Tropfengrösse liegt je nach Düse zwischen 0,18 und 0,3 Millimetern Durchmesser. Der Bauraum des Freeformers ist für Teile bis max. 230 x 130 x 250 Millimeter ausgelegt. Verfügt der Freeformer über zwei Austragseinheiten, können auch Mehrkomponenten-Bauteile gefertigt werden. Die notwendigen Parameter generiert die eigenentwickelte Steuerung, spezielle Programmier- oder Verarbeitungskenntnisse sind nicht erforderlich. Zudem fallen beim AKF weder Staub noch Emissionen an. Arburg AG Südstrasse 15 CH-3110 Münsingen Telefon +41 (0)31 724 23 23 switzerland@arburg.com www.arburg.ch

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KUNSTSTOFF XTRA

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Mobile Kontrolle und Steuerung von Reinraumsystemen

Der Betrieb eines Reinraumsystems erfordert die ständige Kontrolle und Aufzeichnung festgelegter Sollwerte, die genaue Einstellung und Abstimmung aller Komponenten der Reinraum- und Klimatechnik und vor allen Dingen eine sofortige Anzeige und Behebung von Störungen. Eine zuverlässige Steuerung und Bedienung der komplexen Technik zählt daher zu den wichtigsten Aspekten bei der Einrichtung eines Reinraums. Schilling Engineering stellt mit der Weiterentwicklung des Kontrollsystems CR Control jetzt eine App zur Verfügung, die die mobile Überwachung und Steuerung des Reinraums per Tablet und Smartphone ermöglicht. Die Regelung und

Überwachung eines Reinraumsystems umfasst viele verschiedene Komponenten wie beispielsweise die Messung und Aufzeichnung des Partikelaufkommens, der Temperatur und Feuchtigkeit in Reinraum und Schleusen, die Einstellung der Laminarflowmodule und der Klimatechnik oder die Überwachung der Türfunktionen. Die Zusammenführung der Parameter an einer zentralen Stelle und eine übersichtliche Benutzerführung vereinfacht die Bedienung einer komplexen Reinraumanlage wesentlich und erhöht damit Sicherheit und Produktivität der sensiblen Fertigungen. Die Reinraumfirma Schilling Engineering hat mit einem eigenentwi-

ckelten Steuerungsssystem den immer wichtiger werdenden Prozess einer zentralen, intuitiven Benutzerführung als eine der weltweit ersten Firmen auf die umfassende Reinraumtechnik übertragen und geht jetzt noch einen Schritt weiter: Die bedienerfreundliche Steuerung kann mithilfe einer App über Tablets und Smartphones ortsunabhängig aufgerufen und bedient werden. Die mobile Anwendung ist eine Weiterentwicklung des seit einigen Jahren erprobten Steuerungsssystem Schilling CleanRoom ControlSystem CR Control, das der Reinraumspezialist seinen Kunden zur Steuerung der Reinraumanlagen anbietet. Das patentierte Multifunktionstool vereinfacht die Regelung, Steuerung und Überwachung der Reinräume und wird von einem zentralen Touchscreen geregelt. Kontrollsystem beschreibt dabei nur einen kleinen Teil der Funktionen, die das CR Control System leistet. Es ist ein interaktives Regelungs-, Steuerungs- und Überwachungssystem, das die komplexen Abläufe der Reinraumtechnik, der Klimatechnik und des Monitoring in einem Gerät vereint. Alle Parameter werden übersichtlich angezeigt und für das Monitoring aufgezeichnet, vor allem aber können die einzelnen Funktionen auch sofort angesteuert und reguliert werden. Die Messung erfolgt mit Fühlern, die Druck, Feuchte und Tempera-

tur überwachen und über Schnittstellen mit dem Kontrollsystem verbunden sind. Weitere Verbindungen bestehen zu den Reinraummodulen und Klimaschränken. So können die Werte von bis zu 10 Reinräumen und 60 Laminarflowmodulen gleichzeitig auf einem Monitor dargestellt und die Sollwerte bequem eingestellt werden. Eine Besonderheit des innovativen Systems besteht in der bisher einzigartigen Möglichkeit, selbst die sehr kompliziert und getrennt gesteuerte Klimatechnik direkt und übersichtlich über das gleiche System anwählen zu können. Weitere Funktionen wie die Türsteuerung werden überwacht und auch die Beleuchtung kann bequem eingestellt werden. Die verschiedenen Features werden über eine intuitive Benutzerführung einfach angewählt, sie sind auf unterschiedlichen Ebenen passwortgesichert und so vor missbräuchlicher Bedienung geschützt. Zudem können auf Kundenwunsch auch bauseitige Prozessmaschinen, wie Automations- oder Prüfanlagen, in das Kontrollsystem integriert werden. Schilling Engineering Schweiz GmbH Dorfstrasse 60 CH-8219 Trasadingen Telefon +41 (0)52- 212 789-0 info@SchillingEngineering.ch www.@SchillingEngineering.ch

Techne IFB – Industrielles Wirbelschichtbad zur Werkzeugreinigung Wirbelschichtbäder von Techne sind das Mittel der Wahl für eine schonende, effiziente und kostengünstige Reinigung von Werkzeugen und Bauteilen in der Kunststoffindustrie. Wirbelschichtbäder zersetzen und entfernen umweltfreundlich und schnell beinahe alle Kunststoff-, Farb-, Kautschuk- und Klebstoffrückstände von Werkzeugoberflächen, Düsen und Extruderschnecken. Genauso wie Öle, Fette, Schmier- und Gleitmittel. Die gewünschten Stücke werden in das mit Druckluft oder einem Inertgas betriebene Bad aus feinem Al2O3 eingetaucht und dort durch die hohe Temperatur von bis

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zu 600 °C intensiv und ohne Abrieb gereinigt. Die dabei entstehenden gasförmigen Emissionen werden an der Quelle abgesaugt und optional durch einen gasbeheizten Nachbrenner restlos verbrannt und wenn nötig, mit dem SR-100 Scrubber neutralisiert. Das kurzfristig intensive Aufheizen im Wirbelbett, die dabei erreichte Temperaturkonstanz und der ideale Wärmeübergang ermöglichen – bei weniger Materialermüdung und Abrieb – eine viel kürzere Reinigungsdauer als bei konventionellen Öfen. Typische Reinigungszeiten liegen im Bereich von 30 Minuten bis zu 2 Stunden, je nach

ge andere technische Anwendungen, zum Beispiel als Heizung bei chemischen Reaktionen und Destillationen, für Wärmebehandlungen, Härten oder Nitrieren in der Metallurgie sowie zur thermischen Prüfung von Messgeräten, Komponenten und Systemen. Derzeit werden von Techne sieben verschiedene Modelle von Wirbelschichtbädern angeboten. Befüllung und Temperatur des Bades beziehungsweise der Menge des zu reinigenden Materials. Die exzellenten thermischen Leistungen der Techne Wirbelschichtbäder erlauben aber auch vielfälti-

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