Höhere Standzeiten für automatisierte Dosiersysteme durch 3D-Druck-Keramik
In hochautomatisierten Prozessen der Hochleistungsautomation sind mechanische Präzision und maximale Systemverfügbarkeit prozesskritisch. Für eine innovative Dosiernadel aus Technischer Keramik übernahm Bosch Advanced Ceramics (heute Sinto Advanced Ceramics) die fertigungstechnische Beratung und die additive Serienproduktion. Die anspruchsvolle Komponente für automatisierte Klebeprozesse lässt sich mit konventionellen Verfahren nicht realisieren. Durch den Einsatz des keramischen 3D-Drucks verfügt das Bauteil über eine komplexe Innengeometrie und eine strömungsoptimierte Oberfläche. Diese Kombination minimiert ungeplante Anlagenstillstände und steigert die Gesamtanlageneffektivität (OEE).
Komplexe Innengeometrie prozesssicher in Serie gefertigt
Für das präzise Applizieren hochviskoser Klebstoffe kamen bei STIWA bisher Dosiernadeln aus Metall zum Einsatz. Aufgrund des hohen abrasiven Verschleißes durch die Dosierungsmedien waren die Standzeiten dieser Komponenten jedoch begrenzt. Da jeder Werkzeugwechsel Stillstandszeiten der Fertigungsstraßen und damit erhebliche Produktionskosten verursacht, ist die Maximierung der Bauteilstandzeit ein zentraler Wirtschaftlichkeitsfaktor. Die tribologisch überlegene Alternative aus Technischer Keramik wird im schichtweisen additiven Aufbau produziert.
Das verfahrenstechnische Alleinstellungsmerkmal dieser Dosiernadel liegt in ihrer komplexen Innenkontur: Ein innenliegender Konus verjüngt sich über eine anspruchsvolle Krümmung von wenigen Millimetern auf einen Auslassdurchmesser von 0,8 mm. Diese Freiformfläche ist substraktiv (spanend) oder über klassische Urformverfahren nicht herstellbar. Erst der generative Ansatz ermöglicht es, diese geometrische Freiheit exakt abzubilden. Durch die hohe Präzision des additiven Fertigungsverfahrens erreicht der Durchmesser am Düsenausgang zudem seine erforderliche Rundheit ohne jegliche mechanische Nachbearbeitung.
Strömungsoptimierte Funktionsoberflächen in Bosch-Qualität
Um eine reproduzierbare und kontinuierliche Dosierung des Mediums ohne Druckverluste zu garantieren, muss der Klebstoff mit minimalem Strömungswiderstand durch die Düse fließen. Da die filigrane Innengeometrie eine nachträgliche Oberflächenbearbeitung (wie Honen oder Gleitschleifen) technisch ausschließt, muss die geforderte Oberflächengüte direkt im primären Formgebungsprozess (As-Printed) erzielt werden. Das additive Verfahren erfüllt diese engen Form- und Lagetoleranzen sowie Oberflächenanforderungen reproduzierbar.
Mit seinen Wurzeln als Bosch-Unternehmen hat Sinto Advanced Ceramics das strenge Qualitätsverständnis und die Standards des Konzerns für die industrielle Auftragsfertigung übernommen. Die kompetente Beratung im Vorfeld stellt sicher, dass das Design perfekt auf die Anforderungen des Kunden und die Möglichkeiten des Werkstoffs Keramik abgestimmt ist. Die anschließende standardisierte additive Fertigung erlaubt es, diese hochkomplexen Komponenten wirtschaftlich zu produzieren und im internationalen Verbund weltweit für die Serienproduktion bereitzustellen.
„Nur durch den keramischen 3D-Druck von Bosch Advanced Ceramics konnten wir die spezielle Geometrie gepaart mit den hohen Anforderungen an Toleranzen und Oberfläche der Dosiernadel realisieren. Bosch Advanced Ceramics bietet für uns deshalb die beste und wirtschaftlichste Lösung.“– STIWA Automation GmbH