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ExOne: Eine Revolution aus Sand

Bei ExOne in Gersthofen entstehen mittels 3D-Druck aus feinem Sand Kerne und Formen, die in Gießereien zu Produkten aus Metall ­werden. Doch nicht nur die Formen aus Sand, sondern vor allem auch die ­Hightech-Maschinen des Unternehmens revolutionieren den 3D-Druck auf der ganzen Welt..

Sand begleitet fast jeden von uns ein Leben lang: Die ersten Bauwerke entstehen am Spielplatz in dem Sandkasten und die schönsten Urlaube verbringen wir mit den Füßen im Sand am Meer. Doch bei ExOne in Gersthofen wird aus feinstem Quarz- und Synthetiksand mittels Hightech-Technologien noch viel mehr: Dank des Einsatzes dieses Rohstoffs im 3D-Druck haben die cleveren Köpfe des Unternehmens Gussprodukte revolutioniert.

Was 1999 mit einer Hand voll Ingenieuren begann, hat sich heute als eines der weltweit führenden Unternehmen in der Binder-Jetting-Technologie etabliert. Was genau hinter „Binder- Jetting“ steckt, erfährt man, wenn man hinter die Fassade der im Jahr 2014 bezogenen Europazentrale von ExOne in Gersthofen blickt: Mithilfe eines „Binders“, eines flüssigen Bindemittels, wird dort feinster Sand Körnchen für Körnchen – ähnlich wie beim Ink-Jet-Drucker – zu einer stabilen Form verbunden. So entstehen auf Basis von CAD (Computer-Aided Design) Kerne sowie Formpakete für Prototypen und Produktionsgussteile.

Der 3D-Druck in der additiven Fertigung bietet Gießereien viele Vorteile: „Dank des Binder-Jetting-Verfahrens können wir unseren Kunden einzigartige Lösungen für hochkomplexe Bauteilgeometrien und Strukturen bieten“, erklärt Roland Ladewig, Entwicklungschef bei ExOne. „Während beim klassischen Formbau komplexe Modelle gar nicht möglich sind oder aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt werden müssen, können wir im 3D-Drucker Modelle aus einem Stück herstellen und schaffen so versatzfreie Gussprodukte.“

Ein weiterer unschlagbarer und vor allem wirtschaftlicher Vorteil des Binder-Jetting-Verfahrens ist die Zeit: „Früher sind bei der Herstellung von Prototypen schon mal Monate ins Land gegangen“, sagt Eric Bader, kaufmännischer Geschäftsführer von ExOne. „Dank unserer 3D-Kern- und Formdrucktechnologie können wir für unsere Kunden (Kerne für) Prototypen in Tagen oder sogar Stunden realisieren.“ So können auch filigrane Formen kostengünstig und schnell getestet und Toleranzen einfach verbessert werden. Quasi unersetzbar ist auch der Einsatz von Kernen und Formen aus der 3D-Druckmaschine für die Reproduktion von nicht mehr verfügbaren Ersatzteilen – dem sogenannten Reverse Engineering – oder die Serienproduktion komplexer Bauteile in vielen Branchen. „Ob eins oder 10.000 Stück: Dank 3D-Druck ist jede Anforderung problemlos machbar“, ergänzt Eric Bader.

3D-Sand-Drucker für jeden Einsatzbereich

Doch nicht nur Kerne und Formen für die Automobil- und Pumpenindustrie, die Schifffahrt oder Herstellung von Windkraftanlagen verlassen das Werk in Gersthofen. ExOne baut auf Kundenwunsch individuelle 3D-Druckmaschinen für jeden Einsatzbereich, für Klein- und Großkunden. Der „Klassiker“, die S-Max, schafft bis zu 1.000 Stück pro Druckauftrag, das „Flaggschiff“, die Exerial, druckt bis zu 3.000 Stück in einem Vorgang. „Jede 3D-Kern- und Formdruckanlage wird auf die individuellen Anforderungen des Kunden zugeschnitten“, erklärt Entwicklungschef Roland Ladewig. „Unsere Mitarbeiter begleiten den Prozess oft schon vom Bau der Produktionshalle an und können so die ideale Fertigungsstraße zusammenstellen.“ Zur Abnahme kommen die Kunden dann ins Werk nach Gersthofen und bekommen jeden einzelnen Handgriff genau erklärt – von der richtigen Einstellung an der Maschine bis zum Entsanden der fertig gedruckten Sandkerne. „Nach der Installation vor Ort lassen wir den Kunden dann aber nicht mit seiner Hightech-Maschine allein“, ergänzt der kaufmännische Geschäftsführer Eric Bader. „Weltweit kommen Service-Techniker innerhalb von 24 Stunden zum Kunden, wenn es technische Probleme geben sollte. Auch unsere Telefon-Hotline ist ständig besetzt.“

Binder-Jetting: So geht’s

Video "Die ExOne-Binder-Jetting-Technologie"

Die ExOne-Binder-Jetting-Technologie ist weltweit einzigartig. Schicht für Schicht werden Sandkörner mithilfe eines Binders zu einer Form aufgebaut.

Zunächst wird in die ExOne-Maschine eine sogenannte Jobbox, eine große Metallbox, eingeführt. In ihr werden Schicht für Schicht Sandkörner mithilfe eines Binders zu einer Form aufgebaut. Zunächst trägt der sogenannte Recoater bis zu acht Schichten Sand als Basis auf. Danach trägt der innovative Druckkopf das Bindermaterial auf die Sandschicht auf. Die Jobbox wird um jeweils eine Schichtstärke abgesenkt und die nächste Sandschicht aufgetragen. Dieser Schritt wird so lange wiederholt, bis alle Kerne und Formen fertig sind. Je nachdem, wie geschickt der ExOne-Mitarbeiter die verschiedenen Formen am CAD-Programm anordnet, können bis zu 1.000 Stück in einer Jobbox entstehen.
Je nach Gussmaterial werden die Binder gewählt: Furan beispielsweise für Stahl, Eisen, Bronze Buntmetalle und Aluminium. Kalt härtendes Phenol (KHP) für Stahl, Aluminium, Bronze, Buntmetalle und Eisen. Passend zu den verschiedenen Bindern wird der Sand ausgewählt: Neben dem gängigen Quarzsand auch synthetische Sande.

Mehr Informationen:

ExOne GmbH (Deutschland)
Daimlerstrasse 22
86368 Gersthofen

Tel.: 0821 65063-0
Fax: 0821 65063-111

europe(at)exone.com 
www.exone.com/de 

Schwerpunkte

  • Herstellung von 3D-Sand-Druckern
  • Sandkerne und -formen
  • Prototyping
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Bei ExOne in Gersthofen entstehen mittels 3D-Druck aus feinem Sand Kerne und Formen, die in Gießereien zu Produkten aus Metall ­werden. Doch nicht nur die Formen aus Sand, sondern vor allem auch die ­Hightech-Maschinen des Unternehmens revolutionieren den 3D-Druck auf der ganzen Welt..

Sand begleitet fast jeden von uns ein Leben lang: Die ersten Bauwerke entstehen am Spielplatz in dem Sandkasten und die schönsten Urlaube verbringen wir mit den Füßen im Sand am Meer. Doch bei ExOne in Gersthofen wird aus feinstem Quarz- und Synthetiksand mittels Hightech-Technologien noch viel mehr: Dank des Einsatzes dieses Rohstoffs im 3D-Druck haben die cleveren Köpfe des Unternehmens Gussprodukte revolutioniert.

Was 1999 mit einer Hand voll Ingenieuren begann, hat sich heute als eines der weltweit führenden Unternehmen in der Binder-Jetting-Technologie etabliert. Was genau hinter „Binder- Jetting“ steckt, erfährt man, wenn man hinter die Fassade der im Jahr 2014 bezogenen Europazentrale von ExOne in Gersthofen blickt: Mithilfe eines „Binders“, eines flüssigen Bindemittels, wird dort feinster Sand Körnchen für Körnchen – ähnlich wie beim Ink-Jet-Drucker – zu einer stabilen Form verbunden. So entstehen auf Basis von CAD (Computer-Aided Design) Kerne sowie Formpakete für Prototypen und Produktionsgussteile.

Der 3D-Druck in der additiven Fertigung bietet Gießereien viele Vorteile: „Dank des Binder-Jetting-Verfahrens können wir unseren Kunden einzigartige Lösungen für hochkomplexe Bauteilgeometrien und Strukturen bieten“, erklärt Roland Ladewig, Entwicklungschef bei ExOne. „Während beim klassischen Formbau komplexe Modelle gar nicht möglich sind oder aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt werden müssen, können wir im 3D-Drucker Modelle aus einem Stück herstellen und schaffen so versatzfreie Gussprodukte.“

Ein weiterer unschlagbarer und vor allem wirtschaftlicher Vorteil des Binder-Jetting-Verfahrens ist die Zeit: „Früher sind bei der Herstellung von Prototypen schon mal Monate ins Land gegangen“, sagt Eric Bader, kaufmännischer Geschäftsführer von ExOne. „Dank unserer 3D-Kern- und Formdrucktechnologie können wir für unsere Kunden (Kerne für) Prototypen in Tagen oder sogar Stunden realisieren.“ So können auch filigrane Formen kostengünstig und schnell getestet und Toleranzen einfach verbessert werden. Quasi unersetzbar ist auch der Einsatz von Kernen und Formen aus der 3D-Druckmaschine für die Reproduktion von nicht mehr verfügbaren Ersatzteilen – dem sogenannten Reverse Engineering – oder die Serienproduktion komplexer Bauteile in vielen Branchen. „Ob eins oder 10.000 Stück: Dank 3D-Druck ist jede Anforderung problemlos machbar“, ergänzt Eric Bader.

3D-Sand-Drucker für jeden Einsatzbereich

Doch nicht nur Kerne und Formen für die Automobil- und Pumpenindustrie, die Schifffahrt oder Herstellung von Windkraftanlagen verlassen das Werk in Gersthofen. ExOne baut auf Kundenwunsch individuelle 3D-Druckmaschinen für jeden Einsatzbereich, für Klein- und Großkunden. Der „Klassiker“, die S-Max, schafft bis zu 1.000 Stück pro Druckauftrag, das „Flaggschiff“, die Exerial, druckt bis zu 3.000 Stück in einem Vorgang. „Jede 3D-Kern- und Formdruckanlage wird auf die individuellen Anforderungen des Kunden zugeschnitten“, erklärt Entwicklungschef Roland Ladewig. „Unsere Mitarbeiter begleiten den Prozess oft schon vom Bau der Produktionshalle an und können so die ideale Fertigungsstraße zusammenstellen.“ Zur Abnahme kommen die Kunden dann ins Werk nach Gersthofen und bekommen jeden einzelnen Handgriff genau erklärt – von der richtigen Einstellung an der Maschine bis zum Entsanden der fertig gedruckten Sandkerne. „Nach der Installation vor Ort lassen wir den Kunden dann aber nicht mit seiner Hightech-Maschine allein“, ergänzt der kaufmännische Geschäftsführer Eric Bader. „Weltweit kommen Service-Techniker innerhalb von 24 Stunden zum Kunden, wenn es technische Probleme geben sollte. Auch unsere Telefon-Hotline ist ständig besetzt.“

Binder-Jetting: So geht’s

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Die ExOne-Binder-Jetting-Technologie ist weltweit einzigartig. Schicht für Schicht werden Sandkörner mithilfe eines Binders zu einer Form aufgebaut.

Zunächst wird in die ExOne-Maschine eine sogenannte Jobbox, eine große Metallbox, eingeführt. In ihr werden Schicht für Schicht Sandkörner mithilfe eines Binders zu einer Form aufgebaut. Zunächst trägt der sogenannte Recoater bis zu acht Schichten Sand als Basis auf. Danach trägt der innovative Druckkopf das Bindermaterial auf die Sandschicht auf. Die Jobbox wird um jeweils eine Schichtstärke abgesenkt und die nächste Sandschicht aufgetragen. Dieser Schritt wird so lange wiederholt, bis alle Kerne und Formen fertig sind. Je nachdem, wie geschickt der ExOne-Mitarbeiter die verschiedenen Formen am CAD-Programm anordnet, können bis zu 1.000 Stück in einer Jobbox entstehen.
Je nach Gussmaterial werden die Binder gewählt: Furan beispielsweise für Stahl, Eisen, Bronze Buntmetalle und Aluminium. Kalt härtendes Phenol (KHP) für Stahl, Aluminium, Bronze, Buntmetalle und Eisen. Passend zu den verschiedenen Bindern wird der Sand ausgewählt: Neben dem gängigen Quarzsand auch synthetische Sande.

Mehr Informationen:

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Daimlerstrasse 22
86368 Gersthofen

Tel.: 0821 65063-0
Fax: 0821 65063-111

europe(at)exone.com 
www.exone.com/de 

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  • Herstellung von 3D-Sand-Druckern
  • Sandkerne und -formen
  • Prototyping
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