Ersatzteilfertigung

Die additiven Fertigungsmethoden haben ein sehr breites Anwendungsfeld und werden sowohl zur Produktion von Prototypen (‚Rapid Prototyping‘) als auch zur (Klein-) Serienproduktion (‚Rapid Manufacturing‘) verwendet.

Ein zunehmend an Bedeutung gewinnender Anwendungsbereich ist der 3D-Druck von Ersatzteilen. Insbesondere bei älteren Maschinen, Kraftfahrzeugen (Oldtimer & Youngtimer), bei sehr komplexen Bauteilen oder wenn es keine „originalen Ersatzteile“ mehr gibt, ist der 3D-Druck meist eine lohnenswerte Möglichkeit, Ersatz zu schaffen. Aber auch im Spezialmaschinenbau, oder wenn es nur sehr wenige Exemplare einer Maschine gibt, sind Ersatzteile oft rar oder sehr schwer zu bekommen. Der 3D-Druck schließt diese Lücke. Wie das funktioniert und was Sie dabei beachten sollten, erfahren Sie in diesem Beitrag.

So funktioniert die additive Fertigung von Ersatzteilen

In aller Regel ist die additive Fertigung von Ersatzteilen wesentlich schneller als die traditionelle Herstellung desselben Bauteils. Allerdings kann es auch mit erheblichen Kosten verbunden sein. Dies ist abhängig vom gewählten Verfahren und Material.

Um von einem (defekten) Original-Teil eine 3D-gedruckte Kopie anzufertigen, sind folgende zwei Schritte notwendig:

• Digitalisierung des Bauteils: Für den 3D-Druck ist es notwendig, dass ein digitales 3D-Modell von dem Objekt vorliegt. Es gibt zwei Möglichkeiten zu einem 3D-Modell zu gelangen. A: Konstruktion oder B: 3D-Scan.

• 3D-Druck: Für die Produktion von Ersatzteilen kommen meist Thermoplasten (z. B. PA 12) und Metalle zum Einsatz.

Insbesondere die Digitalisierung wird als Kostenfaktor häufig unterschätzt. Für das Einscannen des Objekts bzw. das Erstellen des 3D-Modells können je nach Komplexität Kosten im drei- bis vierstelligen Bereich entstehen. Für kleinere bis mittelgroße Bauteile übersteigen die Kosten für die Digitalisierung häufig die des 3D-Drucks.

Digitalisierung des Objekts

Konstruktion:

Bei der manuellen Konstruktion von digitalen 3D-Modellen werden die Objekte zuerst genau vermessen und anschließend mithilfe von CAD Programmen digital konstruiert.

Dieser Prozess ist arbeitsintensiv und kann dementsprechend kostenintensiv sein. Es ist aber auch eine genaue und zuverlässige Vorgehensweise um ein digitales 3D-Modell zu erstellen. Bei relativ einfachen geometrischen Formen ist die Konstruktion häufig die schnellste und ökonomische Herangehensweise.

Im Gegensatz zum 3D-Scan, bei dem Mesh-Dateien erzeugt werden, werden beim Konstruieren von 3D-Modellen gängige CAD-Formate erzeugt (bspw. STP/STEP). Diese Datenformate sind auch die Grundlage für andere Produktionsmethoden, wie bspw. die CNC Bearbeitung.

3D-Scan:

Für Objekte mit komplexen Geometrien, bspw. mit zahlreichen Freiflächen, ist der Einsatz von 3D-Scantechnik angebracht. Allerdings stößt diese Technologie an ihre Grenzen, wenn es um das genaue Scannen von Hinterschneidungen geht. Dies ist meist nur mit einem Scan möglich. Dieser liegt bei kleineren Bauteilen meist in der Größenordnung von EUR 300 bis 500,- netto.

3D-Druck der Ersatzteile

Kunststoff:

Handelt es sich bei Ihrem Objekt um ein Funktionsbauteil, kommen vor allem Thermoplaste (meist Polyamid 12 „Nylon“) infrage. Die typischen Verfahren hierbei sind SLA oder  jedoch auch das FDM-Verfahren (Polymere z. B. ABS, PLA).

Wann lohnt sich 3D-Druck von Ersatzteilen?

Es gibt eine einfache Antwort: Wenn der Wert des Bauteils hoher ist, als die Kosten für die Digitalisierung und den anschließenden 3D-Druck. Bei Bauteilen im privaten Bereich (sofern die Digitalisierung nicht selbst vorgenommen wird), lohnt sich der Druck in aller Regel (derzeit) noch nicht.

Eine Einschränkung ist jedoch stets zu beachten: Schutzrechte auf die jeweiligen Bauteile. Bei alten Anlagen oder Kraftfahrzeugen stellt dies meist, jedoch nicht immer ein Problem dar. Bei jüngeren Anlagen und insbesondere bei aktuellen Fahrzeugen kann dies aber durchaus problematisch werden. Machen Sie sich im Zweifelsfall beim Hersteller kundig, ob eine Replikation zulässig ist.

Diese Leistungen bieten wir Ihnen:

• Digitalisierung
  • 3D-Scan
  • Die Kosten je Bauteil in der Größenordnung von EUR 300 bis 500,- netto 

• 3D-Druck
  • Kunststoffe: Druck per FPD oder SLA
    
  • Für eine Preisberechnung bei 3D-Druck ist zunächst die Digitalisierung oder Konstruktion durchzuführen

• Vorgehen
  • Senden Sie uns Fotos des Bauteils oder Zeichnung, zusammen mit einer ungefähren Maßangabe zu
  • Wir prüfen die Durchführbarkeit, sollte diese gegeben sein, senden Sie uns das Bauteil postalisch zu
  • Scan + Druck dauern i.d.R. 10 – 15 Werktage

• Bitte beachten Sie folgendes
  • Konstruktionsdienstleistungen bieten wir an
  • Die Originalbauteile müssen intakt sein
  • Die maximalen Abmaße der Bauteile darf ca. 250 mm nicht überschreite