Vom 3D-Modell zum transparenten Präzisionsbauteil

Für einen Kunden aus dem Maschinenbau fertigte Hoffmann AM ein transparentes Funktionsbauteil für eine hochpräzise Bearbeitungsanlage. Die transparente Ausführung ermöglicht den Blick auf den Bearbeitungsprozess im Inneren. Gleichzeitig mussten Passungen, Bohrungen und weitere Funktionsbereiche präzise ausgeführt werden.

Die Herausforderung lag damit nicht nur in der komplexen Geometrie des Bauteils. Auch die Transparenz und die erforderliche Maßhaltigkeit mussten im Fertigungsprozess berücksichtigt werden. Eine rein spanende Herstellung aus einem massiven Kunststoffblock wäre mit entsprechend hohem Material- und Bearbeitungsaufwand verbunden gewesen. Deshalb wurde das Bauteil nicht mit einem einzelnen Verfahren gefertigt, sondern über eine mehrstufige Prozesskette.

3D-Druck, Vakuumguss und CNC-Bearbeitung übernahmen dabei jeweils den Fertigungsschritt, für den das Verfahren am besten geeignet war.

Ausgangspunkt war das 3D-Modell des Bauteils. Auf dessen Basis wurde zunächst ein Urmodell additiv gefertigt.

Dieses Urmodell diente anschließend zur Herstellung einer Silikonform für den Vakuumguss. Das eigentliche Bauteil wurde danach aus dem transparenten Gießharz Hei-Cast gefertigt.

Der Vakuumguss ermöglichte es, die komplexe Grundgeometrie des Bauteils abzubilden und gleichzeitig die gewünschte transparente Ausführung zu realisieren.

Damit war die Grundform vorhanden. Die Bereiche, bei denen es auf eine besonders hohe Maßhaltigkeit ankam, wurden im nächsten Schritt gezielt CNC-bearbeitet.

Nach dem Vakuumguss wurde das Bauteil für die spanende Nachbearbeitung auf der CNC-Maschine ausgerichtet und gespannt.

Über definierte Referenzflächen konnte das Bauteil reproduzierbar positioniert werden. Anschließend wurden gezielt die Bereiche bearbeitet, die für die spätere Funktion entscheidend waren,- darunter Passungen, Bohrungen und weitere funktionskritische Flächen.

Durch die CNC-Nachbearbeitung konnten an diesen Bereichen Maßgenauigkeiten von ± 0,01–0,05 mm erreicht werden.

Der entscheidende Punkt: Nicht das komplette Bauteil musste spanend hergestellt werden. Die CNC-Bearbeitung wurde gezielt dort eingesetzt, wo die erforderliche Präzision mit dem vorgelagerten Fertigungsprozess allein nicht erreicht werden konnte.

Entstanden ist ein transparentes Funktionsbauteil, bei dem drei unterschiedliche Fertigungsverfahren gezielt aufeinander abgestimmt wurden.

Der 3D-Druck ermöglichte die schnelle Herstellung des Urmodells. Über Silikonform und Vakuumguss wurde daraus das transparente Bauteil aus Hei-Cast gefertigt. Die abschließende CNC-Bearbeitung sorgte für die erforderliche Genauigkeit an den funktionskritischen Bereichen.

So musste die komplexe Geometrie nicht vollständig aus einem massiven Kunststoffblock herausgearbeitet werden. Gleichzeitig konnte dort präzise nachbearbeitet werden, wo es für die Funktion des Bauteils notwendig war.