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3D composites standing next to Stratasys printer
Case Study

SAF-Technologie erweitert die Möglichkeiten der Produktion von Prototypen und Bauteilen

November 29, 2023

3D Composites ist bekannt für seine hochwertigen Bauteile. In seiner Einrichtung in Arlington (Washington) mit industriellen 3D-Druckern und einer Maschinenwerkstatt bietet das Unternehmen verschiedene additive Fertigungsdienste. Seit seiner Gründung 2013 bedient das ISO-zertifizierte Unternehmen vor allem die Luft- und Raumfahrtbranche mit FDM-Technologie und fertigt Vorrichtungen und Betriebsmittel, Werkzeug und Produktionsbauteile. 

Vor kurzem ergänzte 3D Composites seine Stratasys-Drucker mit der SAF-Technologie und erschließt damit zurzeit neue Märkte. 

Auf der Suche nach einem alternativen additiven Fertigungsverfahren 

Ausgehend von seiner FDM-Technologie für die Luft- und Raumfahrtbranche mit ihrer strengen Einhaltung von Vorgaben war 3D Composite reif für neue Märkte. „Beim 3D-Druck waren wir von Beginn an mit dabei. Aber im Laufe der Jahre haben wir Aufträge, die mit 3D-Druck alleine nicht ausgeführt werden konnten, ergänzt durch CNC-Bearbeitung und Vakuum-Thermoformung“, sagt Kim Gustafson, Mitinhaber von 3D Composites.

Der technologische Fortschritt beim 3D-Druck in den vergangenen Jahren veranlasste 3D Composites dazu, traditionelle additive Fertigung zu reduzieren und sich wieder auf 3D-Druck zu konzentrieren. Vor allem wollte das Unternehmen individuell gestaltete Bauteile schneller und mit geringeren Stückkosten als beim Spritzguss, bei der Vakuum-Thermoformung oder anderen additiven Fertigungsverfahren drucken.  

Components printed with SAF tehcnology

SAF: Die neue Lösung   

Das Unternehmen betrachtete die Einführung der SAF-Technologie als Chance zur Ergänzung seiner Dienstleistungen im Bereich der additiven Fertigungsverfahren. 2023 war der 3D-Drucker H350™ bei 3D Composite voll einsatzbereit. Er bot eine konkurrenzfähige Alternative zu FDM oder herkömmlichen additiven Fertigungsverfahren für Produktionsläufe mit normalerweise etwa 250 bis 1.000 Bauteilen. „Die H350 kombiniert die neusten 3D-Drucktechniken mit unseren bisher bewährten Stratasys-Produkten“, sagt Gustafson. 

Wegen seiner Steifheit, Detailauflösung und Festigkeit war 3D Composites bereits vertraut mit dem Material PA12 und hatte es bereits bei einigen FDM-Aufträgen und zur Fertigung von Werkzeug genutzt. „Der Clou war, dass wir dank unseres Kundenstamms schon über viele Daten zu PA12 verfügten. Die unglaubliche Präzision von PA12 war ein vertrauenerweckender Faktor beim Prozess der Einführung des neuen Materials“, sagte Gustafson.

Die Konsistenz und Präzision der SAF-Technologie und von PA12 eignen sich bestens für die Qualitätssicherung. „Der wirklich entscheidende Faktor für die Einführung des neuen Druckverfahrens für unsere Qualitätssicherungsverfahren war die verlässliche Übereinstimmung jedes einzelnen Bauteils bei jedem Bauvorgang mit Großserien“, sagt Gustafson.

3D composites inspecting SAF-printed technology


Gustafson zieht schnell Vergleiche zu anderen additiven Fertigungsverfahren und betont, dass man mit SAF sehr viel größere Serien fertigen kann. „Mit SAF kann man mit geringer manueller Arbeit und ohne die Entfernung von Stützmaterial 1.000 Bauteile drucken“, sagt Gustafson. „Die Qualität ist hervorragend und es gibt geringeren Nachbearbeitungsbedarf wie Spachteln, Schleifen, Grundieren und Lackieren. Bei SAF ändert man nur die Farbe des Farbstoffs und es sieht gleich viel besser aus. Aus ästhetischer Sicht ist zweifellos besser.“   

Während der Inbetriebnahme sorgte eine gemeinsame Softwareplattform zudem für eine Verkürzung der Lernkurve. 3D Composites war bereits vertraut mit der FDM-Softwareplattform GrabCAD Print Pro von Stratasys, welche die Dauer der Druckvorbereitung verkürzt und Ausschuss verringert und so Ressourcen spart. Gustafson sagt: „GrabCAD Print Pro ist einfach beeindruckend wegen seiner Effizienz und seinen Verschachtelungsmöglichkeiten.“  

Eine reaktionsschnelle Kundenbetreuung machte die Entscheidung für SAF leicht. Während der entscheidenden Phase der Inbetriebnahme unterstützten Techniker von Stratasys das Unternehmen vor Ort, während die Produktion mit dem Drucker H350 anlief. „Ich nutze Stratasys schon seit mehr als zehn Jahren und bin wirklich froh über die Kundenbetreuung. Andere Hersteller wollen dir ein Gerät verkaufen und zeigen einem dann, wie man es repariert und was man als Nächstes tun muss“, sagt Gustafson.

Die Kosten- und Zeitersparnisse bei der Produktion, darunter die Arbeitskraft, liegen auf der Hand. 3D Composites kann schneller als mit anderen additiven Fertigungsverfahren Prototypen produzieren und Bauteile wiederholen. Im Vergleich zu anderen additiven Fertigungsverfahren wie Spritzguss verkürzen sich die Vorlaufzeiten mit SAF nachweislich von wenigen Wochen auf wenige Tage. Wenn man komplexe Geometrien und veränderte Bauteile benötigt, muss man kein völlig neues Werkzeug mehr erstellen. Auch die Unterstützung nach der Produktion zur Wartung und Lagerung von Werkzeug entfällt. 

Im Folgenden finden Sie einige Kundenbeispiele: 

  • 3D Composites schlug einem Kunden aus der Automobilbranche vor, bei kurzen Produktionsläufen mit etwa 200 Bauteilen für jeden der beiden Entwürfe auf Spritzguss zu verzichten und stattdessen die SAF-Technologie zu nutzen. Bei der vorhergehenden Werkzeugfertigung verringerten sich die Kosten des Kunden drastisch um etwa 50 % pro Bauteil. 
  • Bei einem Kunden aus der Transportbranche wurde das Design so aktualisiert, dass man tausende von Bauteilen mit SAF produzieren konnte statt wie bisher mit Thermoformung. Daher musste man kein Werkzeug mehr fertigen und der Kunde hatte vier Mal geringere Kosten.

Wegen der geringen Stückkosten und weil man pro Druckvorgang mehr Bauteile fertigen kann als mit anderen additiven Fertigungsverfahren, prognostiziert 3D Composites für die Zukunft noch mehr Wachstum. „Die H350 bietet uns neue Möglichkeiten für Wettbewerbsfähigkeit. Wir können Produktionsbauteile mit viel höheren Volumen fertigen als bisher. Dadurch können wir unseren Kundenkreis erweitern auf die Fertigung für andere Branchen wie die Schifffahrt und die Sportindustrie“, so Gustafson abschließend.

3D composites inspecting additive manufactured pieces

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