Ironman-Qualitäten in der additiven Fertigung

Wer sich für Tri­ath­lon inter­es­siert und im Spät­som­mer sah, wie der Darm­städ­ter Patrik Lange sen­sa­tio­nell sei­nen Ironman-Weltmeistertitel auf Hawaii ver­tei­di­gen konnte, dachte bestimmt nicht als ers­tes an 3D-Druck. Aber auf der form­next Messe in Frank­furt (13.-16.11.18) prä­sen­tierte der hes­si­sche 3D-Druck Spe­zia­list Kegel­mann Tech­nik das aktu­elle Triathlon-Fahrrad von Patrick Lange. Das High Tech Rad wurde mit dem Ziel kon­stru­iert, erst­mals die his­to­ri­schen 8 Stun­den für die 3.860 m Schwim­men, 180 km Rad­fah­ren und 42 km Lau­fen zu unter­schrei­ten. Kegel­mann Tech­nik hat Can­yon Bicy­cles GmbH aus Koblenz, einen der inno­va­tivs­ten Her­stel­ler von Fahr­rä­dern, im Gestaltungs- und Ent­wick­lungs­pro­zess neuer Modelle unter­stützt, u.a. eben auch beim Fahr­rad des Ironman-Champions.

3D-Druck hilft bei der Konstruktion des Triathlon Rads. Foto K. Blanck

Neben der Ironman-Qualität bei der Kon­struk­tion ist auch der Nach­weis repro­du­zier­ba­rer Qua­li­tät bei der addi­ti­ven Fer­ti­gung wich­tig. Wie dies bei Los­größe 1 mög­lich ist, erläu­terte Kai Kegel­mann auf der form­next.

Beim 3D-Druck wird jedes Teil indi­vi­du­ell als Ein­zel­teil und nicht als Teil einer Mas­sen­fer­ti­gung her­ge­stellt, eine sta­tis­ti­sche Qua­li­täts­prü­fung mit durch die Prü­fung zer­stör­ten Stich­pro­ben ist daher nicht mög­lich. Nur mit viel Detail­ar­beit und Zähig­keit wird man zum Cham­pion - im Sport wie in der addi­ti­ven Fer­ti­gung.

Addi­tive Fer­ti­gung pro­du­ziert ein Bau­teil nicht in einem ein­zi­gen Pro­zess­schritt, wie es bei der Mas­sen­fer­ti­gung meist der Fall ist. Addi­tive Fer­ti­gung ist viel­mehr Teil eines grö­ße­ren Pro­duk­ti­ons­sys­tems, bei der Pro­zesse, Maschi­nen und Mate­rial stär­ker mit­ein­an­der ver­zahnt sind als bei kon­ven­tio­nel­ler Pro­duk­tion. Diese Pro­zess­kette und die damit ver­bun­dene Qua­li­täts­phi­lo­so­phie heißt bei Kegel­mann Con­nec­ted Pro­to­typ­ing: eine Abfolge von defi­nier­ten Pro­zes­sen mit defi­nier­ten Schnitt­stel­len und spe­zi­fi­schen Anfor­de­run­gen, so dass Pro­zess­kon­ti­nui­tät, Vor­her­sag­bar­keit und Rück­ver­folg­bar­keit sowie eine lücken­lose Qua­li­täts­kon­trolle über die spä­tere Pro­dukt­qua­li­tät und deren Repro­du­zier­bar­keit ent­schei­den. Um die Chan­cen der addi­ti­ven Fer­ti­gung zu nut­zen, wer­den kon­ven­tio­nell kon­stru­ierte Teile neu designt unter Berück­sich­ti­gung von Aspek­ten wie Funk­ti­ons­in­te­gra­tion und Tei­le­re­duk­tion, Leicht­bau, Topo­lo­gie­opti­mie­rung, ein­fa­cher Her­stel­lung, hybri­den Kon­struk­ti­ons­lö­sun­gen mit einer Kom­bi­na­tion von sub­trak­ti­ven und addi­ti­ven Fer­ti­gungs­ver­fah­ren oder von der Natur inspi­rier­ten bio­ni­schen Kon­struk­tio­nen.

Wesent­lich sind zum einen mit­ge­baute Prüf­kör­per und Refe­renz­bau­teile, an denen die Bruch­deh­nung und Zug­fes­tig­keit gemes­sen wer­den kann. Des­wei­te­ren hat Kegel­mann Tech­nik einen eige­nen Index für das opti­male Pul­ver­mi­schungs­ver­hält­nis beim Selek­ti­ven Laser­sin­tern SLS ent­wi­ckelt. Als fes­ter Bestand­teil des Qua­li­täts­ma­nage­ment­sys­tems erlaubt der Kegel­mann Pulver-Qualitätsindex (KPQ) eine bes­sere Fein­ab­stim­mung der Para­me­ter­sätze in Abhän­gig­keit des Mischungs­ver­hält­nis­ses von Neu- zu Alt­pul­ver.

Zur Qua­li­täts­kon­trolle gehö­ren Rück­stell­mus­ter ebenso wie Rau­hig­keits­mes­sun­gen oder opti­sche Ver­mes­sun­gen. Mit dem mobi­len Scan­Arm wird die gesamte Bau­teil­geo­me­trie erfasst und mit den CAD-Daten abge­gli­chen.

Kegel­mann Tech­nik GmbH
Kai Kegel­mann
Guten­berg­straße 15
63110 Rodgau-Jügesheim
Tel. 06106 85 07-0