Additive Herstellung von Nähmaschinenbauteilen
Schneller, einfacher und kostengünstiger
Wie passen die additive Fertigung und die Nähmaschinenindustrie zusammen? Ganz einfach. Gerhard Rempfer, Nähtechnischer Service, ist seit 49 Jahren Nähmaschinen-Mechanikermeister und Nähtechniker. In dieser Zeit hat sich sehr viel an den Maschinen verändert. Doch eines ist geblieben: die langwierige und aufwändige Fertigung von Einfassern.
Es war notwendig, die Bauteile von Grund auf neu zu konstruieren und das Design dabei auf die additive Fertigung sowie die weitere Bearbeitung anzupassen. Die Herstellung erfolgte bislang durch Kaltumformung (Biegen), Hartlöten sowie eine spanende Nacharbeit. Als Material diente Edelstahlblech. Hierbei kam es zu Qualitätsschwankungen sowie langen Lieferzeiten. Die Einfasser sind schwer, benötigen viel Material und bestehen aus mehreren Komponenten.
Da hatte Herr Rempfer eine Idee. Warum die Bauteile nicht additiv fertigen? Und hier kam AMbitious powered by Toolcraft ins Spiel. Gemeinsam wurden die bisherigen Teile gesichtet und neu konstruiert. Ziel war es, die Herstellung zu vereinfachen und zu beschleunigen. Die Herausforderung dabei – es gibt viele verschiedene Hersteller sowie Maschinenmodelle und somit unterschiedliche Befestigungsformen. Je nach Bandmaterial, Füllmaterial oder Zusätzen müssen die Bauteile angepasst werden.
Im Pulverbett (L-PBF-Verfahren) kommt nun Titan zum Einsatz. Wichtig bei der Herstellung ist die Maßhaltigkeit für eine hohe Wiederholgenauigkeit. Dabei muss das Verhalten des Bandes, die Oberflächengüte sowie die universelle Einsatzmöglichkeit bedacht werden. Zudem ist eine schnelle Lieferung der Bauteile von Nöten, um eine reibungslose Produktion zu gewährleisten. Zusätzlich erfolgte die Ersetzung der Kupferrohe, die per Druckluft das Band einschießen und händisch eingestellt werden müssen. Nun sind Luftrohre in das Bauteil integriert. Dies führt zu einer verbesserten Leistung, da die Auslässe jetzt an einer Stelle sind, die vorher nicht möglich war. So kommt die Druckluft genau dort an, wo sie benötigt wird.
Partner aus der Praxis für die Praxis
AMbitious bietet als Partner aus der Praxis für die Praxis ein hohes Verständnis für den additiven Herstellungsprozess. Die Erfahrung in der additiven Fertigung, die Werkstoffkenntnisse sowie die Möglichkeiten der spanenden Weiterbearbeitung im Hause Toolcraft halfen bei der Neukonstruktion der Einfasser. In enger Zusammenarbeit mit Herrn Rempfer wurde das Bauteil neu entwickelt. Es hat eine höhere Standzeit, weniger Gewicht sowie eine gleichbleibende Qualität.
Die Baugruppen und das Handling des gesamten Bauteils wurden vereinfacht. Die Neukonstruktion erfolgte als Freiflächenmodellierung mit parametrischen Freiflächen in Siemens NX. Die Software bietet eine Datendurchgängigkeit von der Konstruktion über die Simulation bis zur Fertigung. So kann bei Größenveränderungen des Bauteils einfach per Knopfdruck der Baujob mit angepasst werden. Ohne Schnittstellen gibt es keine Datenverluste und es entsteht kein Mehraufwand bei der Baujoberstellung.
Bis heute wurden auf diese Weise ca. 30 verschiedene Bauteile konstruiert, gedruckt und eingesetzt. AMbitious hat sowohl in Sachen Material als auch bei der Weiterbearbeitung beraten und unterstützt Herrn Rempfer beim Vertrieb, der Kommunikation mit den Maschinenherstellern sowie bei der Entwicklung eines „Norm-Werkstücks“.
Am Ende ist die additive Herstellung der Einfasser schneller, einfacher und kostengünstiger als die konventionelle Fertigung. Und da es immer weniger Fachkräfte gibt, die die Einfasser konventionell herstellen können, unterstützt die additive Fertigung somit die Zukunft der Nähmaschinenindustrie.
