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O+P Fluidtechnik 1-2/2018

O+P Fluidtechnik 1-2/2018

STEUERUNGEN UND

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN 3D-DRUCKVERFAHREN UNTERSTÜTZEN DIE VARIANTENREICHE FERTIGUNG Das Thema additive Fertigung gewinnt zunehmend an Bedeutung: Bei der Herstellung von kleinen Serien und Prototypen sowie im Bereich Industrie 4.0. Auch Bosch Rexroth setzt auf diese Zukunftstechnologie. Aktuell qualifiziert das Unternehmen gemeinsam mit Trumpf und Heraeus Additive Manufacturing ein weiteres additives Fertigungsverfahren für die wirtschaftliche Herstellung von Hydraulikkomponenten. SPECIAL / 3D-DRUCK Das Projekt mit Schwerpunkt Selective Laser Melting beschäftigt sich mit der Fertigung von Servoventilen. Als ergänzendes Standardverfahren zur konventionellen Produktion soll dies vor allem für die kurzfristige Herstellung von Kleinserien und kundenindividuelle Varianten eingesetzt werden. Bosch Rexroth nutzt bereits mehrere 3D-Drucker zur Herstellung von Gusskernen für Steuerblöcke in Lohr und beherrscht die komplette Prozesskette vom Engineering über den 3D-Druck bis zum fertigen Produkt. Durch ihren Variantenreichtum auf Komponentenebene eröffnet die Hydraulik hohe Freiheitsgrade, maßgeschneiderte Antriebslösungen zu konfigurieren. Auf der anderen Seite steigert diese Vielfalt den Aufwand für die Hersteller in der Fertigung. Der Einsatz des 3D-Druckverfahrens Selective Laser Melting reduziert diese Komplexität. Es ermöglicht die kurzfristige und wirtschaftliche Produktion von Servoventilen oder Schiebern für Wegeventile in kleinen und kleinsten Stückzahlen. In einem Gemeinschaftsprojekt mit Trumpf und Heraeus Additive Manufacturing qualifizieren die Fertigungsspezialisten von Bosch Rexroth aktuell die gesamte Prozesskette von der 3D-Druck optimierten Konstruktion bis zum fertigen Produkt. LEICHTER, KOMPAKTER UND ENERGIEEFFIZIENTER Gedruckte Varianten sind wesentlich leichter und kompakter als konventionell gefertigte Ausführungen. Optimierte Kanalführungen verringern die Drosselverluste und steigern die Energieeffizienz. Zukünftig können Konstrukteure darüber hinaus neue Funktionen in die Komponenten integrieren. Im Verlaufe des Projekts hat das Projektteam eine hybride Fertigung von Servoventilen für zukünftige Serienanwendungen entwickelt. Dabei kombiniert Rexroth klassisch spanend hergestellte Preforms mit in 3D-Druck gefertigten Bauteilen. Als weitere Komponente testet das Projektteam das Drucken von Hohlzylindern als Schieber für Wegeventile. KOMPETENTE PARTNER Bei dem Projekt kommt die zukünftige Serienmaschine TruPrint 5 000 von Trumpf zum Einsatz. Bei ihr arbeiten drei 500 Watt starke Faserlaser parallel an einem Werkstück. Dadurch halbiert sich nahezu die Druckdauer eines Servoventils. Trumpf deckt zudem die gesamte Prozesskette der Additiven Fertigung ab, einschließlich Teile- und Pulvermanagement. Heraeus Additive Manufacturing unterstützt das Projekt bei der Auswahl der am besten geeigneten Materialien und qualifiziert das Fließverhalten des Stahlpulvers sowie die Partikelgrößenverteilung im Bereich von 20 bis 40 µm. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von rund 100 µm. Erst eine zuverlässig hohe Pulverqualität ermöglicht eine reproduzierbare Bauteilqualität unter realen Produktionsbedingungen. Die Druckfestigkeit der bislang gedruckten Servoventile entspricht denen aus dem Vollen gefrästen Bauteilen gleichen Stahls. 3D-DRUCK-VERFAHREN SANDFORMEN Bosch Rexroth setzt bereits seit einigen Jahren das 3D-Druck- Verfahren Sandformen für die Herstellung von Gusskernen für Steuerblöcke ein. Dadurch können selbst Einzelstücke und Prototypen mit extrem kurzen Vorlaufzeiten gefertigt werden. Kunden reduzieren so die Time-to-Market ihrer Lösungen deutlich und können schnell kundenindividuelle Varianten umsetzen. www.boschrexroth.com 30 O+P Fluidtechnik 1-2/2018

KOMPLETT NEUE DENKANSÄTZE Markus Bissbort, Application Engineering Manager – Europe & India – der HydraForce Hydraulics: „3D-Druck oder additive Fertigungsmethoden werden bei HydraForce schon seit einiger Zeit eingesetzt. Zunächst um Volumenmodelle von neuen Komponenten wie Ventilen, Steuerblöcken (komplexere Gusskonstruktionen) oder beispielsweise Gehäuse von Elektronikkomponenten aus Plastik herzustellen, um einfache Einbauuntersuchungen zu machen oder auch um Fertigungsvorrichtungen zu erstellen. Mit der Möglichkeit der additiven Fertigung mit unterschiedlichen Metallen (Laserschmelze), gibt es natürlich in der Hydraulik sehr viele potenzielle Anwendungsgebiete, die wir versuchen in unsere Entwicklungs- und Fertigungsprozesse einfließen zu lassen. So nutzen wir zum Beispiel Rapid Prototyping zur Herstellung von Gussformen bzw. -kernen, um möglichst schnell Gussteile fertigen zu können. Damit besteht ohne ein großes Investment die Möglichkeit, in relativ kurzer Zeit Prototypen zur Verfügung zu haben, um Performance- oder auch Dauertests durchzuführen. Aber natürlich nutzen wir mittlerweile auch die 3D-Technologie, um entweder Ventilkomponenten oder komplette Steuerblöcke zu „drucken“. Damit ergeben sich komplett neue Möglichkeiten in der Ausführung, die vom Konstruktionsteam komplett neue Denkansätze und Herangehensweisen fordert. Extrem komplexe Geometrien sind möglich, deutliche Gewichtseinsparungen und natürlich auch Performance-Vorteile, zum Beispiel durch deutliche Reduzierung des Druckabfalls. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Metallen und nachträglicher Wärmebehandlung ist die Druckfestigkeit der additiv gefertigten Teile kein Problem, die nachträgliche maschinelle Bearbeitung ist ziemlich ähnlich wie die Bearbeitung von Rohgussteilen. Einziger Wehmutstropfen sind die Herstellkosten, die aktuell tatsächlich nur Prototypen oder Kleinstserien rechtfertigen. Aber wenn die Entwicklung weiterhin so rasant weitergeht, werden sich hier in Zukunft sicherlich noch weitere interessante Potenziale auftun!“ www.hydraforce.com O+P Fluidtechnik 1-2/2018 31 Dr-Breit.indd 1 06.08.2012 13:59:15

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