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Kunststofftechnik-Prototyping

Per Industrie-CT zur Covid-Diagnose

17. März 2023, 10:56 Uhr | Von Joshua Köb für 1zu1

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Spritzgusswerkzeug per Express

Mit der Freigabe des Designs ging der Wunsch nach einer höheren Stückzahl einher – bis zu 200.000 Teile sollten es in der Vorserie ursprünglich werden. Dafür entwickelte 1zu1 erstmals ein beschichtetes Alu-Werkzeug mit einer ähnlichen Oberflächengüte wie gehärtete Stahlwerkzeuge (Bild 1). Bis zum finalen Aluminium-Werkzeug wurden in rascher Folge fünf Iterationsschritte benötigt. Da bei 1zu1 sämtliche Prozesse bis hin zur CT-Messung im Haus erfolgen, konnte die Fertigstellung im Expressverfahren umgesetzt werden.

Das beschichtete Alu-Werkzeug für die Produktion ist dreieinhalbmal härter als herkömmliche Alu-Werkzeuge und wurde nach der erfolgreichen Pilotphase im Rapid Tooling in nur sechs Wochen hergestellt. Dabei wurde die Standzeit des Werkzeugs über ein chemisches Beschichtungsverfahren deutlich erhöht und die Entformung der Bauteile verbessert. Das sorgt für höhere Produktivität und geringeren Ausschuss. Beste Voraussetzungen für die Fertigung kleiner und mittlerer Serien funktionstauglicher Bauteile.

Werkzeug und Prozessstabilität ermöglichten BluSense-Diagnostics die Brücke zur künftigen Produktion von mehreren Millionen Stück pro Jahr und verschaffte dem dänischen Medizintechnikunternehmen so einen enormen Marktvorteil. »Wir konnten in einem flüssigen Übergang rasch einige hunderttausend Teile in Serienqualität herstellen. Es gab praktisch keinen Zeitverlust vom Prototyp zum Serienprodukt. So waren wir schon einige Monate früher mit dem Produkt auf dem Markt, was für uns wirklich einzigartig war«, sagt BluSense-Projektleiter John McCormack.

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Garantiert geprüfte Qualität

Vier Teile pro Minute im Spritzgussverfahren – das macht 35.000 Stück im Monat. Bis zum Projektabschluss im Frühjahr 2022 produzierte 1zu1 rund 325.000 Testmodule für die Covid19-Diagnose. Nach jeweils 500 Teilen erfolgte eine optische Kontrolle. In regelmäßigen Abständen, je nach Losgröße zwischen 2.500 und 5.000 Teilen, wurde zudem per CT eine exakte Vermessung und Prüfung der Bauteile durchgeführt (Bild 2).
»Wir können sehr feine, hochpräzise Strukturen in Serie herstellen. Durch das digitale Abbild des Bauteils liefern wir unseren Kunden den absoluten Qualitätsnachweis und sichern seinen Anspruch durch die entsprechende Dokumentation«, sagt 1zu1-Geschäftsführer Wolfgang Humml zur durchgängigen Qualitätskontrolle. Für BluSense-Diagnostics bedeutete das: Rasche Reaktion auf etwaige Abweichungen durch Werkzeugverschleiß, minimale Markteinführungszeit und garantierte Liefertermine. »Dank CT erhielten wir zuverlässigere Daten, ein vollständiges Bild und Vertrauen in unsere Arbeit. Und das Beste daran: Die Messung ist Teil eines bei 1zu1 integrierten Dienstes. All das geschieht dynamisch und spart uns eine Menge Zeit«, schildert McCormack.

CT-Anwendung in der additiven Fertigung

Wolfgang Humml sieht im 3D-Druck ein enormes Potenzial durch die Computertomografie – insbesondere bei der hochauflösenden SLS-Technologie Fine Detail Resolution (FDR): »Wir fokussieren uns zunehmend auf filigrane, hochpräzise Bauteile in Serien bis zu 50.000 Stück. CT erlaubt uns eine schnelle Prüfung und Feststellung von Abweichungen innerhalb des Baujobs. Zudem können wir erstmals eruieren, ob Teile mit Hohlkammern nicht ausgewaschenes Restpulver enthalten. All das war bisher nicht möglich und bietet eine große Chance für den 3D-Druck in Serie.« (uh)