3D-Drucker
Maschinen und Anlagen

3D-Drucker

Ein 3D-Drucker für die Industrie muss viele Achsen präzise koordinieren und zugleich mit IT-Systemen und CAD-Daten verbunden sein. Ein gemeinsames Netzwerk für Steuerung und IT macht die additive Fertigung schneller und die Maschine einfacher.

3D-Drucker auf einen Blick

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  • Shashin Kagaku

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3D-Drucker für die Industrie: Achsen, UV-Licht und IT in einem Netz

Shashin Kagaku setzt im 3D-Drucker SZ-6000 auf CC-Link IE TSN, ein offenes Industrial Ethernet mit Gigabit-Bandbreite und Time-Sensitive Networking. Die IEC/IEEE-Standards 802.1AS und 802.1Qbv synchronisieren die Datenflüsse und regeln ihre Prioritäten. So laufen das mehrachsige Motion-Control-System, die Steuerung der UV-Lichtverarbeitung (DLP) und die übrigen E/A im selben Netzwerk; bis zu 128 Achsen sind ansteuerbar. Ein herkömmlicher Industrie-PC genügt, und eine Schnittstelle zu CAD-Systemen wandelt Konstruktionsdateien in Motion-Control-Programme um. HK.SYSTEMS fertigt seine IoT-Hardware überwiegend auf eigenen 3D-Druckern, darunter den Zwei-Wege-Pager F.R.E.D., der über LTE-M kommuniziert.

Die Beispiele stammen aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Der japanische Hersteller Shashin Kagaku fertigt mit dem SZ-6000 keramische Präzisionsteile aus Aluminiumoxidpulver und lichtreaktivem Harz, Schicht für Schicht per UV-Licht ausgehärtet. Durch die schlanke Netzwerkarchitektur fällt die interne Verkabelung weniger komplex aus, die Konstruktion wurde stark vereinfacht, und es wurde ein Takt von 125 Mikrosekunden erreicht. HK.SYSTEMS produziert in Deutschland und stimmt seine Hardware über den eigenen 3D-Druck genau auf die jeweilige Aufgabe ab, etwa für die Alarmierung von Feuerwehren und Rettungsdiensten oder die Leckageüberwachung bei Gefahrstoffen.

Häufige Fragen zum 3D-Drucker in der Industrie

Eignet sich der 3D-Druck für die Serienfertigung?

Ja, der 3D-Druck hat die Prototyping-Laborphase verlassen und ist zur regulären Produktionstechnologie gereift. Damit gelten dieselben Anforderungen wie für Bohren, Sägen, Stanzen oder Fräsen: strenge Qualitätsstandards sowie rigorose Kosten- und Zeitvorgaben. Shashin Kagaku erreicht das mit einem konvergenten Netzwerk, über das Motion Control, UV-Lichtsteuerung und alle übrigen E/A laufen. Die Verkabelung fällt weniger komplex aus, Lieferzeiten und Systemkosten sinken.

Wie funktioniert der Keramik-3D-Druck in der Industrie?

Beim industriellen Keramik-3D-Druck wird ein Keramikpulver mit lichtreaktivem Harz gemischt und Schicht für Schicht mit UV-Licht ausgehärtet. Shashin Kagaku nutzt im SZ-6000 Aluminiumoxidpulver als Grundlage. Anschließend werden die Teile im Ofen erhitzt: Das Harz verdampft, das Keramikpulver wird gesintert und erhält so seine Festigkeit. Der Drucker fertigt Teile von mehr als 600 mm Höhe und Breite sowie 300 mm Tiefe mit Toleranzen im Mikrometerbereich.

Welche Anforderungen stellt ein Industrie-3D-Drucker an die Steuerung?

Ein Industrie-3D-Drucker verlangt eine hochpräzise und schnelle Steuerung, die viele Rotations- und Linearachsen koordiniert. Beim SZ-6000 von Shashin Kagaku muss sie zudem eng mit der Steuerung der digitalen UV-Lichtverarbeitung gekoppelt sein. Beide laufen deshalb im selben Netzwerk wie die übrigen Maschinenfunktionen. Das System steuert bis zu 128 Achsen an, eine Schnittstelle wandelt CAD-Dateien direkt in Motion-Control-Programme um.

Lohnt sich industrieller 3D-Druck für eigene IoT-Hardware?

Für Spezialgeräte lohnt sich industrieller 3D-Druck, weil sich die Hardware genau auf die jeweilige Aufgabe abstimmen lässt. HK.SYSTEMS fertigt in Deutschland und produziert seine selbst entwickelte Hardware überwiegend auf eigenen 3D-Druckern. Ein Beispiel ist der Zwei-Wege-Pager F.R.E.D., der in einem robusten Gehäuse stecken und in Gefahrensituationen einfach bedienbar sein muss. Eingesetzt werden die Geräte etwa bei Feuerwehren, Rettungsdiensten und in der Leckageüberwachung bei Gefahrstoffen.

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