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Produktwechsel sind in der Verpackungsindustrie aktuell mit hohem Aufwand verbunden. Denn die eingesetzten Greifer, beispielsweise für das Aufsetzen von Deckeln, sind nicht flexibel und müssen deshalb häufig ausgetauscht werden. Das frisst Zeit und Geld. Greifer aus dem 3-D-Drucker sind hier eine echte Alternative.

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Neben der Digitalisierung der gesamten Wirtschaft gilt der 3-D-Druck aktuell als eines der großen Innovationsthemen. Er soll die Vision von Losgröße 1 zur Realität machen und beispielsweise die personalisierte Serienfertigung von Möbeln, Schuhen oder Uhren ermöglichen. Aber auch die Verpackungsindustrie profitiert von der additiven Fertigung: Liegen die CAD-Daten eines Produktes vor, ist es ein Leichtes, dieses im additiven Verfahren zu fertigen. Speziell für den Druck von Verschleißteilen bietet Igus seit 2015 tribologisch-optimierte 3-D-Druck-Filamente für das FDM-(Fused-Deposition-Modeling-) Verfahren an; und zwar aus selbstschmierenden Iglidur-Hochleistungskunststoffen, die auf Verschleiß und Reibung optimiert sind.

Im SLS-Druckverfahren entstehen auch große Sonderteile in kurzer Zeit. (Bild: Igus)

Im SLS-Druckverfahren entstehen auch große Sonderteile in kurzer Zeit. (Bild: Igus)

Spart Kosten – und Zeit

Viele Unternehmen haben die Tribo-Filamente bereits genutzt, unter anderem auch Carecos Kosmetik, die sich mit folgendem Problem konfrontiert sah: Stand ein Produktwechsel an, musste das Unternehmen neue Greifer für die Verpackungsmaschinen anfertigen lassen, die Deckel greifen und auf Dosen schrauben. Hier wählte der Kunde zuvor das aufwendige Fräsen eines Greifers aus Aluminium. Das kostete nicht nur bis zu 10.000 Euro pro Exemplar, sondern führte auch zu einer Umrüstzeit von sechs Wochen. Eine zu lange Wartezeit in einer Industriebranche, in der es in der beginnenden Industrie-4.0-Ära zunehmend darum geht, auch Kleinserien wirtschaftlich produzieren zu können. Die Lösung: Der Verpacker hat mit dem tribologisch-optimierten Iglidur I150 Filament ein stabiles und zugleich schlagzähes Material für den 3-D-Druck gefunden, mit dem er einen Greifer bereits innerhalb von zehn bis zwölf Stunden drucken kann.

50-mal verschleißfester als Standardmaterialien

Aufgrund der hohen Kosten und der langen Herstellungszeit der Metallgreifer probierte das Unternehmen den 3-D-Druck der Greifer zunächst mit Standardkunststoffen wie ABS und PLA aus. Die Druckvorgänge lieferten jedoch keine zufriedenstellenden Resultate. Daher wandte sich die Carecos Kosmetik an Igus und testete dessen schmier- und wartungsfreies Tribo-Filament, das auf Reibung und Verschleiß optimiert ist. Denn fast jedes Element eines Greifers ist beweglich und gleitet bei dieser Bewegung an Flächen und Wellen und Stiften, sodass die einzelnen Teile ständigem Verschleiß ausgesetzt sind. Metallische Teile müssen häufig mit separaten Lagerbuchsen versehen oder in der Anwendung geschmiert werden. Aufgrund des Einsatzes des Iglidur I150 Filaments im 3-D-Druck konnte das Unternehmen gegenüber den zuvor gewählten Formaten aus Aluminium bis zu 85 Prozent der Kosten und 70 Prozent der Herstellungszeit einsparen. Doch nicht nur das: Die gedruckten Kunststoffgreifer sind aufgrund ihres Materials darüber hinaus siebenfach leichter als Metallgreifer.

3-D-gedruckte Kunststoffgreifer aus dem Tribo-Kunststoff ermöglichen 85 Prozent Kosten- und 70 Prozent Zeitersparnis in der Verpackungsindustrie. (Bild: Igus)

3-D-gedruckte Kunststoffgreifer aus dem Tribo-Kunststoff ermöglichen 85 Prozent Kosten- und 70 Prozent Zeitersparnis in der Verpackungsindustrie. (Bild: Igus)

Zertifiziert für Lebensmittelkontakt

Die Besonderheit des Iglidur i150 Materials besteht, neben einer einfachen Verarbeitung, darin, dass es der EU-Verordnung 10/2011 für den Lebensmittelkontakt entspricht. Durch diese Zertifizierung können Kunden das vielseitig einsetzbare Tribo-Filament auch zum Drucken von Sonderteilen für bewegte Anwendungen nutzen, die im direkten Kontakt mit Nahrungsmitteln, Getränken oder auch Kosmetik stehen. Der Hersteller bietet neben Iglidur I150 fünf weitere Filamente für den Druck von Verschleißteilen in unterschiedlichsten Einsatzszenarien an. Die Hochleistungskunststoffe sind im Vergleich zu Standardmaterialen wie Polylactid (PLA) bis zu 50-mal verschleißfester und sind für alle handelsüblichen 3-D-Drucker geeignet.

Druckservice erweitert Werkstoff­angebot

Da viele Unternehmen nicht über eigene 3-D-Drucker verfügen, können sich Kunden ihre individuellen Verschleißbauteile im FDM-Verfahren oder im Selektiven Lasersintern direkt bei Igus drucken lassen. Dazu bietet das Unternehmen einen 3-D-Druckservice an. Somit können Anwender die Tribo-Filamente als reinen Werkstoff beziehen, oder wahlweise bereits als fertig gedrucktes Bauteil, das sofort einbaufertig ist, erhalten. Die entsprechenden Daten gelangen online im Step-Format per Drag-and-Drop ins Browserfenster. Im nächsten Schritt legt der Betreiber die benötigten Mengen fest und wählt das geeignete Material aus. Ergebnis: Je nach Wunsch erstellt das System ein formales Angebot, oder der Bediener kann direkt den Bestellvorgang auslösen. Im SLS-Druckverfahren kann Igus auch komplexe Sonderteile schnell fertigen und außerdem Bauteile mit einer Höhe bis 300 mm herstellen, die sich in mechanischer oder gießtechnischer Fertigung nur sehr viel aufwendiger und mit teuren Spezialwerkzeugen herstellen ließen. Bereits heute entstehen Kleinserien bis 500 Stück aus dem hauseigenen Lasersintermaterial Iglidur I3 und dem SLS-Material für Zahnräder Iglidur I6.

Autor

Tom Krause, Leiter Additive Fertigung, Igus

Unternehmen

Igus GmbH

Spicher Straße 1a
51147 Köln
Deutschland

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