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Drei Praxis-Beispiele der Optimierung

: Trumpf


Trumpf zeigt auf der EMO 2019 wie die Additive Fertigung in der Medizintechnik, in der Telekommunikation und in der Fertigungsindustrie bereits ihren Platz gefunden hat. Trumpf ist Anbieter von Fertigungslösungen in den Bereichen Werkzeugmaschinen und Lasertechnik sowie additiven Fertigungssystemen. Additive Verfahren ermöglichen komplexe Formen, die es bislang nicht gab. Sie sind leicht und gleichzeitig stabil.

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Der Medizintechnik-Hersteller Conmet produziert mit einem 3D-Drucker von Trumpf Schädel- und Kieferimplantate für die GUS-Länder.

Der Medizintechnik-Hersteller Conmet produziert mit einem 3D-Drucker von Trumpf...

Dank digitaler Vernetzung lassen sich additiv gefertigte Bauteile nahtlos in der bestehenden modernen Produktion einsetzen. Für die individuelle Herstellung bis hin zur Einzelstückfertigung ist der 3D-Druck eines der wichtigsten Werkzeuge. Maßgefertigte Gesichtsimplantate oder Spezialteile für Autos oder Flugzeuge lassen sich problemlos drucken. Da die Anlage die Bauteile am Stück herstellt, können Anwender zudem oft Fertigungsschritte einsparen.

Trumpf ist einer der wenigen Anbieter von 3D-Druck, der die wichtigste Komponente der Maschine, den Laser, selbst entwickelt. Das ermöglicht es dem Unternehmen, besonders schnell neue Anwendungsfelder zu erschließen und das Verfahren kontinuierlich zu verbessern. Zuletzt hat Trumpf beispielsweise erstmals gezeigt, wie sich mit einem grünen Laser Kupfer und Gold drucken lässt. Das ist für die Schmuck- und Elektronikindustrie vielversprechend.

Personalisierung: Gesichts- und Kieferimplantate

Der russische Medizintechnik-Hersteller Conmet stellt mit einem 3D-Drucker von TRUMPF seit Anfang 2018 Gesichts- und Kieferimplantate her. Bislang ist das Einsetzen solcher Teile für den Chirurgen mit viel Stress verbunden. Noch während der OP muss er das Implantat aus einer Titanlochplatte zurechtschneiden. Das bedeutet für ihn unnötige Anspannung, es kann zu Qualitätsschwankungen kommen. Mit 3D-Druck ist das deutlich einfacher. Im ersten Schritt ermitteln Krankenhäuser die Daten der Patienten und senden sie an Conmet. Daraus erstellen die Ingenieure ein CAD-Modell und konstruieren in Abstimmung mit dem Chirurgen das Implantat. Jetzt kann der 3D-Drucker loslegen. Bei der Operation liegt das
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Trumpf hat für den deutschen Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz eine Halterung für Mikrowellenfilter gedruckt und dabei 55 Prozent Gewicht eingespart. (Bild: Trumpf, GettyImages, TurboSquid).

Trumpf hat für den deutschen Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz eine Halterung...

Implantat schon im Vorfeld passgenau und gereinigt bereit. Für den Patienten erhöht sich die Sicherheit, gleichzeitig reduzieren sich Kosten und Dauer der Operation.

Komplexe Geometrien, wie sie Implantate oft erfordern, schafft die Anlage mühelos. Außerdem lassen sich Teile drucken, die einerseits Stöße gut abfedern, andererseits aber auch besonders stabil und langlebig sind. Die porösen Strukturen des Implantates verwachsen mit dem gesunden Gewebe besonders gut. Auch der Preis sinkt, da bei der Herstellung nur so viel Material verbraucht wird, wie es das Implantat erfordert. Bei Conmet haben sich die Herstellungskosten der Gesichts- und Kieferimplantate um rund 40 Prozent reduziert. Das Unternehmen will die Serienfertigung von Implantaten mit Trumpf 3D-Druckern in Zukunft noch ausbauen und den Maschinenpark erweitern.

Leichtbau: Halterung für Kommunikationssatelliten

Trumpf hat im Auftrag des Raumfahrtunternehmens Tesat-Spacecom eine Halterung für den deutschen Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz gedruckt, der die Weltraumtauglichkeit neuer Kommunikationstechnologien testen soll. Auf der Halterung sind Antriebe befestigt, mit denen sich Mikrowellenfilter regulieren lassen. In Kooperation mit der Firma AMendate ist es gelungen, die Geometrie der Halterung zu optimieren und das Gewicht um 55 Prozent zu senken. Anstatt 164 Gramm wiegt die Halterung nur noch 75 Gramm. Die Experten haben das überarbeitete Bauteil
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Die von Trumpf optimierte, 3D-gedruckte Düse für die Kanalreinigung der Firma USB Düsen.

Die von Trumpf optimierte, 3D-gedruckte Düse für die Kanalreinigung der Firma...

mit dem 3D-Drucker TruPrint 3000 von Trumpf gedruckt.

Klassische Verfahren sind nicht in der Lage, die neue Geometrie zu fertigen. Die optimierte Halterung ist nicht nur leichter, sondern auch stabiler. Sie hält beim Start des Satelliten denselben hohen Kräften stand und verzieht sich dabei weniger. Die Heinrich-Hertz-Satellitenmission wird vom DLR Raumfahrtmanagement im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und mit Beteiligung des Bundesministeriums der Verteidigung durchgeführt.

Einfache Herstellung: Düsen für die Kanalreinigung

In einem Projekt mit der Firma USB Düsen und der Hochschule Heilbronn hat Trumpf die Vorteile von 3D-Druck bei der Herstellung von Reinigungsdüsen für Abwasserkanäle unter Beweis gestellt. Solche Düsen sitzen rings um den Kopf von Reinigungsbomben, die auf einem Schlitten durch größere Abwasserkanäle gleiten. Aus ihnen spritzt mit einem Druck von 300 Bar ein Wasserstrahl heraus, der den Schmutz löst. Obwohl die Düsen simpel aufgebaut sind, benötigen Mitarbeiter dafür vier Fertigungsschritte: Rohmaterial schneiden und zu einem Gewinde formen, eine Mutter hineinfräsen und einen Keramikansatz einkleben. Der Mitarbeiter muss dabei nicht nur ständig die Maschine wechseln, es kommt beim Kleben auch oft zu Ungenauigkeiten.

Bei der 3D-gedruckten Variante fallen das Fräsen und das Kleben weg. Zudem ist keine Nacharbeit nötig, da die Konstruktion ohne Stützstrukturen auskommt. Der Prozess ist softwaregesteuert und damit viel genauer als das Kleben von Hand. Messungen
zeigen, dass sich die Herstellungszeit um 53 Prozent reduziert. Erstmals ist eine serielle Fertigung von bis zu 10.000 Teilen pro Jahr möglich. Auch der Strahl verläuft ruhiger und die Trumpf Entwickler rechnen mit einem geringeren Wasserverbrauch und einer besseren Reinigungsleistung.

Der Medizintechnik-Hersteller Conmet produziert mit einem 3D-Drucker von Trumpf Schädel- und Kieferimplantate für die GUS-Länder.
Trumpf hat für den deutschen Kommunikationssatelliten Heinrich Hertz eine Halterung für Mikrowellenfilter gedruckt und dabei 55 Prozent Gewicht eingespart. (Bild: Trumpf, GettyImages, TurboSquid).
Die von Trumpf optimierte, 3D-gedruckte Düse für die Kanalreinigung der Firma USB Düsen.
Vom 3D-Druck profitieren zahlreiche industriellen Branchen, zum Beispiel Medizin- und Dentaltechnik, Werkzeug- und Formenbau, Luft- und Raumfahrt oder die Automobilindustrie. (Bild: Trumpf)


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Maschinen und Lösungen

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