Industrielle Ausrüstung

Additive Fertigung für industrielle Ausrüstung

Durch die Möglichkeit, Komponenten bedarfsgerecht zu fertigen, reduziert die additive Fertigung Ausfallzeiten, senkt den Lagerhaltungsbedarf und ermöglicht den schnellen Austausch oder die maßgeschneiderte Anpassung von Bauteilen. Dies verbessert die Gesamteffizienz und Zuverlässigkeit der Ausrüstung.

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Additive Fertigung für industrielle Ausrüstung

Herausforderungen

Was fordert die Branche für industrielle Ausrüstung – und was ist unsere Lösung

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Im Bereich der industriellen Ausrüstung erhöht der 3D-Druck die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit, indem er die Herstellung starker, leistungsfähiger Komponenten ermöglicht, die speziell auf die jeweiligen Betriebsbedingungen zugeschnitten sind. Fortschrittliche Materialien können eingesetzt werden, um Bauteile mit verbesserter Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit herzustellen. Methoden der Konstruktionsoptimierung, einschließlich interner Gitterstrukturen und verstärkter Geometrien, tragen dazu bei, Spannungskonzentrationen zu reduzieren und gleichzeitig die strukturelle Integrität zu wahren.

Hohe Präzision und Genauigkeit

Die Festigkeit und Langlebigkeit von 3D-gedruckten Komponenten lassen sich durch den Multimaterialdruck erheblich steigern. Dieses Verfahren ermöglicht es, verschiedene Materialien bereits während des Herstellungsprozesses innerhalb eines einzigen Bauteils miteinander zu kombinieren. Durch die Integration von Verstärkungsfasern oder den Einsatz fortschrittlicher Verbundwerkstoffe erhalten die gedruckten Bauteile optimierte mechanische Eigenschaften, wie eine höhere Zugfestigkeit, Steifigkeit sowie eine gesteigerte Stoß- und Ermüdungsfestigkeit. Diese Verstärkungen tragen dazu bei, frühere Einschränkungen der additiven Fertigung im Hinblick auf die strukturelle Leistungsfähigkeit zu überwinden. Zudem verbessert der Multimaterialdruck die Beständigkeit gegen Verschleiß, Hitze und chemische Einflüsse, wodurch sich die 3D-gedruckten Komponenten optimal für anspruchsvolle industrielle Umgebungen eignen. Bauteile können so konstruiert werden, dass in hochbelasteten Bereichen widerstandsfähigere Materialien und in weniger kritischen Zonen leichtere Werkstoffe eingesetzt werden – dies optimiert die Leistung bei gleichzeitiger Reduzierung des Gesamtgewichts. Auf diese Weise können im Multimaterial-3D-Druck hergestellte Komponenten in puncto Festigkeit und Langlebigkeit mit konventionell gefertigten Bauteilen mithalten, während sie gleichzeitig die typischen Vorteile der additiven Fertigung wie Gestaltungsfreiheit und schnelle Produktion bieten.

Kosteneinsparungen

Der 3D-Druck reduziert den Materialabfall durch ein additives Verfahren, bei dem Material nur dort aufgetragen wird, wo es benötigt wird – im Gegensatz zu traditionellen subtraktiven Fertigungsmethoden, bei denen große Mengen Material von einem Block abgetragen werden. Diese effiziente Nutzung von Rohstoffen senkt nicht nur die Produktionskosten, sondern unterstützt auch nachhaltigere Fertigungspraktiken. Unternehmen können Ressourcen besser nutzen und gleichzeitig ihren ökologischen Fußabdruck verringern. Die Technologie ermöglicht zudem ein Rapid Prototyping, sodass Designer und Ingenieure Produktentwürfe schnell erstellen, testen und verfeinern können. Mehrere Designiterationen lassen sich in kurzer Zeit ohne erhebliche Zusatzkosten realisieren, was die Entwicklungszyklen beschleunigt und die Konstruktionsgenauigkeit verbessert.

Einfache Wartung und Reparatur

Die bedarfsgerechte Produktion von Ersatzteilen durch additive Fertigung reduziert Ausfallzeiten und Lagerhaltungskosten erheblich, da keine großen Mengen an physischen Ersatzteilen gelagert werden müssen. Anstatt sich auf eine umfangreiche Lagerhaltung oder selten genutzte Komponenten zu verlassen, können Unternehmen Bauteile genau dann herstellen, wenn sie benötigt werden. Dieser Ansatz minimiert nicht nur die Lager- und Logistikkosten, sondern verringert auch das Risiko, dass Komponenten im Laufe der Zeit veralten. Die additive Fertigung ist besonders wertvoll für die Herstellung maßgeschneiderter oder abgekündigter Komponenten, die über traditionelle Lieferanten nicht mehr erhältlich sind. Komplexe Geometrien oder Altbauteile können digital konstruiert oder per Reverse Engineering rekonstruiert und innerhalb von Stunden oder Tagen gedruckt werden, anstatt Wochen oder Monate auf die konventionelle Fertigung und Lieferung zu warten. Wartungsteams können so schnell auf Ausfälle reagieren und die Funktionalität mit minimalen betrieblichen Unterbrechungen wiederherstellen.

Materialien

Unsere empfohlenen Materialien

Endbauteile

Endbauteile

Stratasys® PA12 ist ein technisches Polyamid 12 (Engineering-Grade), das mittels SAF™-Pulverbettfusion hergestellt und chemisch versiegelt wird, um gebrauchsfertige Oberflächen für industrielle Ausrüstung bereitzustellen. Es liefert starre, maßhaltige Komponenten mit verbesserter Oberflächenqualität, mechanischer Robustheit und Reinheit für anspruchsvolle Maschinenumgebungen. SAF™ PA12 ist für hochsteife Präzisionsteile und die Serienproduktion optimiert, wobei zu den typischen Eigenschaften eine gute Zugfestigkeit, Bruchdehnung und eine Wärmeformbeständigkeit von bis zu 173 °C bei 0,45 MPa gehören. Eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und ein stabiles thermisches Verhalten gewährleisten die Maßhaltigkeit unter wechselnden Bedingungen.

Chemisches Glätten glättet die Bauteiloberfläche, schließt die Porosität und reduziert die Rauheit zu einem versiegelten, seidenmatten Finish. Dies verbessert die Bruchdehnung, Ermüdungsfestigkeit und Langlebigkeit, während gleichzeitig der Pulververlust minimiert und die Reinigung erleichtert wird.

Die Kombination aus SAF™ PA12 und chemischem Glätten eignet sich ideal für hochpräzise Gehäuse, Halterungen, Abdeckungen und kleine Baugruppen sowie für leichte Strukturbauteile, Schutzvorrichtungen, Sensorhalterungen und Ausrichtungselemente. Beim Druck auf der H350™ mit kontrollierten Parametern erzielen die Bauteile gleichmäßige mechanische Eigenschaften über das gesamte Bauvolumen hinweg. Die Konstruktion sollte die Steifigkeit von PA12 berücksichtigen und eine ausreichende Belüftung für ein gleichmäßiges Glätten vorsehen. Durch die Kombination konsistenter Druckparameter mit validierten Rezepturen für das Dampfglätten wird eine reproduzierbare mechanische Leistung und Oberflächenqualität von Charge zu Charge gewährleistet.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: 48-50 MPa
  • Zugmodul: 1500-1700 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit (HDT @ 1,82 MPa): 96°C
  • Bruchdehnung: 20-30%

Anwendungsfälle

  • Ergonomische Griffe und Bedienfelder
  • Komponenten zur Durchflussregelung
  • Maßgeschneiderte Getriebeabdeckungen
Große Endbauteile

Große Endbauteile

Stratasys® ASA-Filament (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein vielseitiger Thermoplast für den 3D-Druck, der sich für eine breite Palette von Anwendungen eignet. Dank seiner UV-Beständigkeit, mechanischen Festigkeit und Maßhaltigkeit eignet sich Stratasys® ASA besonders gut für die Herstellung großer Endbauteile für industrielle Ausrüstungen. Das Material übertrifft ABS in der Witterungsbeständigkeit, was ASA ideal für robuste Komponenten macht. Es ist in 10 Farben erhältlich – mehr als jedes andere FDM-Material.

Stratasys® ASA bietet eine Zugfestigkeit von 33 MPa (besser als ABS-M30 mit 32 MPa), eine Schlagzähigkeit von 321 J/m (vs. 300 J/m bei ABS-M30) und eine Bruchdehnung von 9 % (vs. 7 %). Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) erreicht 98 °C und der Biegemodul liegt bei ca. 2.010 MPa (XZ-Achse), sodass die Bauteile den Belastungen in industriellen Umgebungen standhalten können. Geringer Verzug (Warping) und eine hohe chemische Beständigkeit unterstützen zudem den Einsatz in Großformatdrucken von bis zu 1.000 mm auf Druckern wie dem Stratasys® F770™.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit: 33 MPa
  • Zug‑E‑Modul: 2.010 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit: 98 °C

Anwendungsfälle

  • Gehäuse für Industrieausrüstung
  • Großprototypen und Serienbauteile
  • Schutzgehäuse für Maschinen
  • Outdoor-Anwendungen
Kleine Endbauteile

Kleine Endbauteile

Somos® WaterShed® Black ist ein Hochleistungs-SLA-Resin, das für Anwendungen entwickelt wurde, die Langlebigkeit, Maßhaltigkeit und Umweltbeständigkeit erfordern. Es eignet sich besonders gut für kleine, komplexe Endbauteile in industriellen Ausrüstungen sowie für detaillierte Modelle und Innenteile, die eine hervorragende Oberflächenqualität und zuverlässige Leistung verlangen. Das Material bietet eine gute Zugfestigkeit und einen guten Zugmodul, was die Steifigkeit und strukturelle Integrität gewährleistet, die für kleinere Teile erforderlich sind, die mechanischen Belastungen und Vibrationen standhalten müssen. Die außergewöhnliche Bruchdehnung von 15,5 % sorgt für ausreichende Zähigkeit, um eine Rissbildung während der Montage, Handhabung oder bei gelegentlichen Stößen zu verhindern. Darüber hinaus liefert das Harz eine zuverlässige Leistung bei kleinen Komponenten, die Biegespannungen oder dauerhaften Kräften ausgesetzt sind, wodurch es sich für Clips, Verriegelungen, Scharniere und andere tragende Elemente in industriellen Werkzeugen und Ausrüstungen eignet. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von 50 °C ermöglicht es, die Maßhaltigkeit und Funktionalität auch unter erhöhten Temperaturen beizubehalten, wie sie häufig in Produktionshallen oder im Inneren geschlossener Maschinen auftreten.

Eigenschaften

  • Zugfestigkeit beim Bruch: 50,4 MPa
  • Biegefestigkeit: 68,7 MPa
  • Wasseraufnahme: 0,35 %

Anwendungsfälle

  • Steckverbinder, Halterungen und kleine Gehäuse
  • Funktionale Prototypen und Endbauteile mit hohen Detailanforderungen und Langlebigkeit
  • Verpackungsprototypen
Vorrichtungen und Halterungen

Vorrichtungen und Halterungen

Stratasys® SAF™ Nylon PA12 Glass-Filled (PA12 GF) ist ein glasgefülltes Hochleistungsmaterial mit hoher Steifigkeit, erhöhter Hitzebeständigkeit und sehr guter Maßhaltigkeit, das für anspruchsvolle industrielle Anwendungen entwickelt wurde. Mit einer Verstärkung aus 40 % Glasperlen kombiniert PA12 GF die Steifigkeit und Hitzebeständigkeit von Glas mit der Zähigkeit und Verarbeitbarkeit von Nylon 12. Das Ergebnis ist ein Verbundwerkstoff, der auf strukturelle Leistungsfähigkeit unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgelegt ist.

Das Material weist einen hohen Zug- und Biegemodul auf und widersteht Verformungen unter mechanischer Belastung, während die erhöhte Wärmeformbeständigkeitstemperatur für zusätzliche Stabilität unter thermischer Belastung sorgt. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur liegt über 100 °C (HDT @ 1,82 MPa) und unterstützt funktionale, tragende Anwendungen. Eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und ein stabiles thermisches Verhalten gewährleisten eine gute Maßhaltigkeit in Umgebungen mit wechselnden Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen.

Die Bauteile werden auf der H350™ mittels SAF™-Technologie gedruckt, was eine hohe Packungsdichte und gleichmäßige thermische Bedingungen für konsistente mechanische Eigenschaften im gesamten Bauvolumen ermöglicht. Für kritische industrielle Komponenten lassen sich reproduzierbare mechanische und Oberflächeneigenschaften erzielen, indem kontrollierte H350™-Druckparameter – einschließlich Pulverauffrischungsraten und Standardprozesseinstellungen – mit validierten Rezepturen für das Dampfglätten kombiniert werden.

Eigenschaften

  • Zugmodul: 6000-7000 MPa
  • Zugfestigkeit: 100-120 MPa
  • Wärmeformbeständigkeit (HDT): >100°C bei 264 psi 

Anwendungsfälle

  • Vorrichtungen für die Maßprüfung
  • Spannvorrichtungen
  • Modulare Montagehalterungen

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