Breites AM-Anwendungsspektrum: Vom Knie-Implantat bis zum Robot-Greifer

Beim Hochtemperatur-Freeformer 750-3X mit drei Austrags-einheiten lässt sich der Bauraum auf 200 Grad Celsius temperieren, die Plastifizierung des Originalgranulats erfolgt bei bis zu 450 Grad Celsius. (Foto: Arburg) / With the 750-3X high-temperature Freeformer with three discharge units, the installation space can be tempered to 200 degrees Celsius and the original granulate is plasticised at up to 450 degrees Celsius. (Photo: Arburg)

Der Freeformer eignet sich auch für neue Anwendungsideen in der Medizintechnik. Dazu zählt das „iKnee“ – ein patienten-spezifisches Implantat auf Basis von medizinischem TPU, das sich minimalinvasiv als Knorpelersatz ins Knie einführen lässt. (Foto: Arburg) / The Freeformer is also suitable for new application ideas in medical technology. These include the "iKnee" - a patient-specific implant based on medical TPU that can be inserted into the knee as a minimally invasive cartilage replacement. (Photo: Arburg)

Schnell, kostengünstig und leichtgewichtig: Robot-Greifer z. B. für die schonende Entnahme spritzgegossener Pflanztöpfe können „on demand“ additiv gefertigt werden. (Foto: Arburg) / Fast, cost-effective and lightweight: robotic grippers, e.g. for the gentle removal of injection-moulded plant pots, can be additively manufactured "on demand". (Photo: Arburg)

„ProcessLog“: Mit der eigens für den Freeformer entwickelten App des Kundenportals „arburgXworld“ lassen sich für AKF-Bauteile vielfältige Prozess- und Bauauftragsdaten übersichtlich darstellen und dokumentieren. (Foto: Arburg) / "ProcessLog": With the "arburgXworld" customer portal app developed especially for the Freeformer, a wide range of process and build order data for APF components can be clearly displayed and documented. (Photo: Arburg)

– Hochtemperatur: Freeformer 750-3X verarbeitet auch Materialien wie Ultem und PEAK
– Hochleistung: Medical- und Aerospace-Bauteile einschließlich Multi-Material-Kombinationen
– Hochinteressant: Schalter für Nachtzüge, Knorpelersatz fürs Knie und Greifer „on demand“

Vom 8. bis 10. April 2025 präsentiert ARBURGadditive in Detroit, USA, auf dem Stand Nr. 2308 sein Portfolio für die additive Fertigung. Im Mittelpunkt steht ein Freeformer 750-3X in Hochtemperaturausführung, der z. B. Ultem 9085 und PEAK als Originalgranulat verarbeiten kann. Zudem demonstrieren zahlreiche Bauteile das breite Anwendungsspektrum, darunter 3D-gedruckte Lichtschalter als Ersatzteile für die ÖBB, TPU-basierte Knieimplantate als Knorpelersatz und Multimaterial-Greifer für Robot-Systeme.

„Auf der rapid+tct 2025 präsentieren wir neben dem Maschinen-exponat innovative Anwendungsbeispiele unserer Kunden und Entwicklungspartner“, sagt Martin Neff, Abteilungsleiter Vertrieb bei ARBURGadditive. „Zudem ist auf unserem Messestand ein breites Materialspektrum zu sehen, das sich mit unseren industriellen 3D-Druckern verarbeiten lässt und kontinuierlich erweitert wird. Interessant und nachhaltig ist auch die Möglichkeit, im Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) kostenintensive Materialien mehrmals nutzen und in den Wertstoffkreislauf zurückführen zu können.“

Freeformer 750-3X in Hochtemperatur-Ausführung

Auf der rapid + tct 2025 wird ein Freeformer 750-3X in Hochtemperatur-Ausführung präsentiert, der anspruchsvolle Funktionsbauteile aus einem breiten Spektrum unterschiedlicher Kunststoffgranulate additiv fertigen kann. Der Bauraum lässt sich auf 200 Grad Celsius temperieren, die Plastifizierung erfolgt bei bis zu 450 Grad Celsius. Die High-end-Maschine verfügt über drei Austragseinheiten, sodass sich auch komplexe Geometrien und funktionale Multimaterial-Kombinationen mit Stützmaterial realisieren lassen. Im AKF-Verfahren können mit diesem industriellen 3D-Drucker schnell und flexibel größere Funktionsbauteile oder Kleinserien additiv gefertigt und individualisiert werden.

Breite Materialpalette

So lassen sich auch Kunststoffgranulate mit spezifischen Zulassungen und Zertifizierungen für Anwendungen z. B. in der Medizin, Elektronik, Mobilität oder Luftfahrt verarbeiten. Dazu zählen unter anderem Ultem 9085, LMPEAK und PEEK. Neu im AKF-Materialportfolio ist zudem das für Lebensmittel und Trinkwasser zugelassene Material Grilamid TR 90. Dieses amorphe PA12 hat ARBURGadditive in Kooperation mit der Firma Ems Chemie „3D-druckfähig“ gemacht. Zudem können Break-away-Stützstrukturen z. B. aus Ultem 9085 zerkleinert und in Form von Flakes mehrfach wiederverwendet werden.

Ersatzteile und Betriebsmittel „on demand“

Ein großer Vorteil der additiven Fertigung ist, Ersatzteile dort und dann fertigen zu können, wo und wann sie gebraucht werden. Als Praxisbeispiel werden Lichtschalter aus flammhemmendem PC/ABS-Compound gezeigt, welche die Österreichische Bundesbahn (ÖBB) für ihre Nachtzüge nach Bedarf mit einem Freeformer produzieren lässt. Der Freeformer eignet sich zudem für die schnelle und kostengünstige Fertigung von Betriebsmitteln und so genannten End-of-Arm-Tools (EOAT). Die Fertigung von Pflanztöpfen bei der Firma Osko zeigt, wie sich 3D-Druck und automatisierte Spritzgießprozesse optimal ergänzen: Die spritzgegossenen Töpfe werden mit einer speziellen Packaging-Automation mit exakt an das Produkt angepassten, 3D-gedruckten Greifern schonend gehandhabt. Das stabile schwarze Greifer-Mittelstück aus faserverstärktem Kunststoff ist um den Faktor zwei bis drei leichter und deutlich kostengünstiger als Aluminium. Die vier weißen Greifringe in Hart-Weich-Kombination wurden im AKF-Verfahren produziert. Der weiche Greifer-Part wird mit Druckluft „aufgeblasen“ und dadurch das Spritzteil für die Entnahme aus dem Werkzeug fixiert.

Innovative Lösungen für die Medizintechnik

Der Freeformer eignet sich auch besonders gut für den Einsatz im Reinraum und innovative Anwendungen in der Medizintechnik. Typische Produkte sind resorbierbare Implantate, Brustprothesen oder medizintechnische Geräte und Hilfsmittel. Auf der rapid + tct 2025 werden als Bauteilbeispiele unter anderen Nasen- und Ohr-Prothesen aus sterilisierbarem TPE (TM5 Med) präsentiert. Eine neue Anwendungsidee ist das „iKnee“ – ein patientenspezifisches Implantat auf Basis von medizinischem TPU, das sich minimal-invasiv als Knorpelersatz ins Knie einführen lässt. Innen hohle medizinische Ventilkörper realisiert wiederum ein Kunde mit einem Freeformer 750-3X, der diese Bauteile luftdicht und belastbar in Multimaterial-Kombination aus PP und TPE produziert.

Lückenlose Rückverfolgbarkeit und Dokumentation

Unabdingbare Voraussetzung für den Einsatz additiv gefertigter Funktionsbauteile in sicherheitsrelevanten Bereichen ist ein reproduzierbares und prozesssicheres AM-Verfahren. Für z. B. patientenspezifische Implantate oder sicherheitsrelevante Komponenten in Flugzeugen muss zwingend die Möglichkeit einer lückenlosen Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der Produktionsparameter für jedes einzelne Bauteil gegeben sein. Für diesen Zweck bietet Arburg die Kundenportal-App „ProcessLog“. Damit lassen sich vielfältige Prozess- und Bauauftragsdaten von AKF-Bauteilen übersichtlich grafisch darstellen und dokumentieren. Das sorgt für Transparenz, hohe Teilequalität und kann Ausschuss und Fehlerquoten deutlich reduzieren.