Mittels SLA 3D-Drucker von Formlabs fertigt das Unternehmen aus Giffers Prototypen-Werkzeuge für Spritzguss. Erfahren Sie, wie eine erfolgreiche, zeitsparende und kostengünstige in-House Fertigung von Spritzguss-Bauteilen abläuft.
Die Fri-Plast Engineering GmbH mit Sitz in Giffers/FR, ist ein Dienstleister für Produktentwicklung, Werkzeugkonstruktion & Projektmanagement im Bereich von Kunststoffanwendungen. Das 2020 gegründete Unternehmen verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Herstellung, dem Einsatz, der Verarbeitung und auch in der Veredelung von Kunststoffen. Unter der Leitung von CEO Christian Poffet, Kunststoffingenieur FH/NDS und Konstrukteur Maschinenbau HF, strebt das Unternehmen seit jeher nach Innovationen, um die individuellen Vorstellungen der Kunden in Kunststoff umzusetzen.
Seit Beginn setzt die Firma additive Fertigung für unterschiedliche Anwendungsbereichen ein und ermöglicht ihren Kunden so, in jeder Phase eines Projekts gezielt Prototypen oder besondere Erstmuster zur Verfügung zu stellen. Zudem ermöglicht die Technologie in erheblich kürzeren Durchlaufzeiten den Kunden zu unterstützen.
Seit 2021 sind sie im Besitz eines MakerBot Method X, welcher die Herstellung von Bauteilen in klassischen Kunststoffen wie ABS, ASA, PC oder Nylon 12 CF ermöglicht. Dieser 3D-Drucker wird hauptsächlich für den Prototypenbau genutzt. Denn es lassen sich damit Prototypen im geplanten Endmaterial fertigen, welche 1:1 auf ihre Funktion getestet werden können.
Im Februar 2023 folgte die Anschaffung eines Formlabs Form 3L, ein grossformatiger SLA 3D-Drucker für hohen Durchsatz. Dadurch erweitert Fri-Plast die Möglichkeiten für die Kleinserienfertigung im Bereich Spritzguss. Mittels SLA-Druck können Prototypen-Werkzeuge für Spritzguss und für den Greiferbau im Automationsbereich (Teileentnahme) gedruckt und so kostengünstig zur Verfügung gestellt werden.
Was versteht man unter Rapid Tooling?
Rapid Tooling nennt man Techniken zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Werkzeugen für herkömmliche Fertigungsverfahren. Konventionelle Werkzeuge bestehen aus dauerhaften Metallteilen, die durch spanende Bearbeitung oder Metallguss hergestellt werden. Durch Rapid Tooling als Teil der Produktentwicklung können Hersteller ihre Entwürfe und Materialien validieren, bevor sie zur Massenproduktion übergehen. Dies beschleunigt die Produktentwicklung und ermöglicht schnelle Iterationen, zusätzlich können die endgültigen Produktionsmaterialien bereits verwendet werden. Dadurch kann man die Leistung der Teile in realen Anwendungen bewerten oder Kleinserien für Beta- und Validierungstests nutzen. Auch hilft Rapid Tooling bei der Fehlerbehebung im Fertigungsprozess; Fehler im Werkzeug werden erkannt, bevor man in teure Produktionswerkzeuge investiert. Darüber hinaus bietet Rapid Tooling die Möglichkeit, Massanfertigungen oder Kleinserien von Endverbrauchsteilen über traditionellen Fertigungsverfahren herzustellen, die mit konventioneller Werkzeugbestückung schlicht unerschwinglich wären.
Einsatz von SLA 3D-Druck für die Herstellung von Spritzguss-Werkzeugen
Bei Fri-Plast Engineering stand im Zentrum der Anschaffung des SLA 3D-Druckers immer das Ziel, Werkzeuge für den Spritzguss herzustellen. Die Kombination von additiver Fertigung und Spritzguss soll es ermöglichen, Anwendungen in kurzen Durchlaufzeiten umzusetzen und zu generieren. Dem Kunden wird so die Möglichkeit geboten, Prototypen auch aus spezifischem Endmaterial schon in der Entwicklungsphase auf Herz und Nieren zu testen und falls nötig, direkt zu optimieren.
Im konkreten Fall ging es darum, ein Bauteil in Polyethylen PE-HE7541 zu fertigen. Dafür wurde ein Prototypenwerkzeug für den Spritzguss mit dem Formlabs Form 3L aus Rigid 10K Resin erstellt.
Mittels SLA-Drucker hergestelltes Spritzgusswerkzeug.
Die Herausforderung in diesem Anwendungsfall bestand darin, das Werkzeug so zu gestalten, dass der Kunde kostengünstig und schnell Teile aus dem Endmaterial zur Verfügung gestellt bekommt.
Des Weiteren war es eine Premiere für den Spritzgiesser mit einem 3D-gedruckten Werkzeug zu arbeiten, da sich der gesamte Prozess von der ursprünglichen Methode mit Stahlwerkzeugen unterscheidet. Die Qualität der Werkzeuge wurde schrittweise mit mehreren Drucken auf ein Optimum gehoben, sodass der Spritzgiesser saubere Teile herstellen konnte.
Dank der präzisen Spritzguss-Werkzeuge aus dem Formlabs 3D-Drucker konnte das fertige Bauteil kostengünstiger und zeitsparender hergestellt werden.
Als Fachhändler stand das Team der 3D-EDU GmbH in diesem Entwicklungsprozess beratend zur Seite:
«Die 3D-EDU GmbH bietet einen ausgezeichneten Service im Anwendungsbereich, da Sie selbst die verwendeten Drucker für Kunden einsetzten und so kompetent mit fachlichem Know-How zur Seite stehen. Man kann jederzeit anrufen und es wird sofort geholfen und unterstützt.»
Heute ist Fri-Plast in der Lage, dank der Kombination von additiver Fertigung und Spritzguss, in kürzester Zeit Funktions-Prototypen im Endmaterial zu fertigen, welches höchsten Ansprüchen genügt. Gleichzeitig sind sie bereits dabei, weitere Materialien wie ESD, Elastic 50A oder Durable Resin für ganz andere Anwendungen einzusetzen.
Wir sind stolz, mit einem solch innovativen Unternehmen zusammenzuarbeiten und freuen uns schon auf den nächsten spannenden Anwendungsfall aus dem Hause Fri-Plast.
