Startseite » Technik » Forschung »

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT haben Spann- und Referenziersystem entwickelt

Additive Fertigung
Spann- und Referenziersystem für den 3D-Druck

3D-Druck Fraunhofer IPT Spann- und Referenziersystem
Wiederverwendbare Substratplatte aus Hochtemperaturstahl mit eingelassenen Zylinderstiften, mit additiv gefertigtem Werkstück (Bild: Fraunhofer IPT)
Anzeige
Selbst sehr komplexe Bauteile lassen sich mit der additiven Fertigung flexibel herstellen. Ein neues Spann- und Referenziersystem erlaubt nun eine schnellere Weiterbearbeitung der gefertigten Bauteile. Zusätzlich verbessert es auch die Genauigkeit der Bearbeitung.

Inhaltsverzeichnis

1. Werkstücke bleiben auf Substratplatte
2. Schnelleres Spannen und Referenzieren
3. Standardisierung des Prozesses

Mit additiven Fertigungsverfahren lassen sich sehr komplexe Bauteile flexibel herstellen. Das pulverbettbasierte Laserschmelzen, kurz L-PBF für Laser Powder Bed Fusion, kommt in der Medizintechnik immer öfter zum Einsatz. Jedoch ist die Produktionsprozesskette noch nicht effizient; das gilt besonders dann, wenn das Werkstück konventionell weiterbearbeitet werden muss. Um die Referenzierung zwischen den Schritten der L-PBF-Prozesskette zu vereinfachen und die Genauigkeit der Bearbeitung zu verbessern, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT ein Spann- und Referenziersystem entwickelt und zum Patent angemeldet.

Werkstücke bleiben auf Substratplatte

Aufgebaut wird ein L-PBF-Werkstück auf einer sogenannten Substratplatte. Mit dem neuen Spann- und Referenziersystem lassen sich L-PBF-Werkstücke nun an konventionellen Maschinen weiterbearbeiten, ohne dass sie vorher durch mechanische Verfahren wie Sägen oder Drahterodieren von der Substratplatte gelöst werden müssen, um dann in einem Spannsystem fixiert zu werden. Das Lösen birgt immer die Gefahr, dass sich das Bauteil aufgrund innerer Spannungen verformt. Zudem ist das exakte Referenzieren und Spannen auf konventionellen Maschinen umso schwieriger, je komplexer die Geometrie eines Bauteils ist.

Schnelleres Spannen und Referenzieren

Das neue System basiert auf einer wiederverwendbaren, keramikbeschichteten Substratplatte aus Hochtemperaturstahl, in die Zylinderstifte mit einem Durchmesser von 5 mm eingelassen sind. Die Stifte verbinden das Bauteil mit der Substratplatte und können individuell bewegt und gelöst werden. Die Keramikbeschichtung verhindert, dass die ersten Aufbauschichten des Werkstücks direkt auf das Spannsystem aufgebracht werden. Nach Abschluss des schichtweisen Aufbaus kann das Werkstück einfach auf der Substratplatte zum nächsten Arbeitsschritt transportiert werden.

Das Referenzieren und Spannen des Substratplattensystems erfolgt automatisch durch ein Nullpunkt-Spannsystem auf der Unterseite. Nach dem Ende der Bearbeitung werden die Verbindungsstifte einfach gelöst. Die Stifte lassen sich kostengünstig ersetzen, während das Substratplattensystem weiterverwendet werden kann.

Standardisierung des Prozesses

Durch das Nullpunkt-Spannsystem gelingt erstmals eine Standardisierung des Spann- und Referenzierungsprozesses über die gesamte Prozesskette hinweg. Der Aufwand zur Entnahme des Werkstücks verringert sich, dadurch verkürzen sich Nebenzeiten und der Automatisierungsgrad der Fertigung steigt. Sind im Bauteil Eigenspannungen vorhanden, können nach der L-PBF-Fertigung die Verbindungsstifte gelöst werden, um gezielt Bauteilverformungen zuzulassen und Risse zu verhindern. Nachfolgende Bearbeitungsschritte können dann eigenspannungsfrei durchgeführt werden.

Das Entwicklerteam hat die Technologie der Substratplatte nun zum Patent angemeldet.

Kontakt:
Fraunhofer IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Tel.: +49 (0)241 8904–0
Website: www.ipt.fraunhofer.de


Mehr zum Thema 3D-Druck
Anzeige
Aktuelle Ausgabe
Titelbild medizin technik 5
Ausgabe
5.2020
LESEN
ABO
Titelthema: Ethik für Medizinprodukte mit KI

Ethische Fragen nicht im Nachhinein betrachten, sondern schon in der Entwicklung berücksichtigen

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Aktuelles Webinar

Multiphysik-Simulation

Medizintechnik: Multiphysik-Simulation

Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Kalender

Termine für die Medizintechnik-Branche

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de