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Volles Engagement für den 3D-Druck:
Coffee erfolgreich eingestiegen
3D-Druck gibt es schon mehr als 25 Jahre. Eine rasante Entwicklung bei den Drucktechnologien, vor allem aber bei den Materialien, hat immer neue Einsatzfelder erschlossen und ein allgemeines Interesse in der Industrie geweckt. Dieses Interesse der Kunden hat auch den Solidworks Partner, Coffee, dazu veranlasst, als Reseller in das 3D-Druckergeschäft einzusteigen und seinen, zumeist mittelständischen, Kunden die neuen Technologien näher zu bringen.
Der 3D-Druck ist heute in aller Munde - bis in den privaten Bereich hinein.
Dennoch kann man nicht behaupten, der 3D-Druck sei in der Industrie bereits durchgesetzt, so wie Fräsen und Drehen. Hier ist noch ein weites Feld, welches beackert werden kann.
Hierbei werden nicht nur die Druckerhersteller eine Rolle spielen, sondern auch Reseller, die mit Hilfe der Maschinen Lösungen für ihre Kunden aufbauen.
Genau für diesen Weg hat sich der Solidworks Partner, Coffee GmbH, entschieden. Angefangen vom 3D-CAD-System sowie den weiteren Software-Paketen rund um Solidworks, kann nun mit den 3D-Druckern von 3D Systems die Linie weiter bis in die Fertigung gezogen werden.
Genau diese Portfolioerweiterung, haben sich auch die Kunden gewünscht. „Bei den jährlich stattfindenden Solidworks Lounchdays haben wir unsere Kunden befragt, was sie sich bei Coffee für die Zukunft wünschen: Den Ausbau zu einem IT-Systemhaus oder den Einstieg in den 3D-Druck? Die überwiegende Mehrheit hat für den 3D-Druck votiert“, wie Joachim Kasemann, Geschäftsführer Coffee, berichtet.
 Kugellager, vollfarbig ausgedruckt in Gips-Material.
Dem ist man dann gefolgt.
Bevor der weitere Weg dahin beschrieben wird, zunächst ein Blick auf das Unternehmen selbst:
Die Coffee GmbH, mit Hauptsitz im hessischen Angelburg (unweit Marburg an der Lahn), wurde 1996 gegründet. Das Unternehmensziel war der Vertrieb und die Unterstützung des CAD-Systems Solidworks. Mittlerweile ist auch noch das CAM-System, Solidcam, dazugekommen, so dass mit den ergänzenden Paketen von Dassault Systèmes die Bereiche Entwurfskonstruktion, 3D Scan, Design, mechanische Konstruktion, elektrische Konstruktion, Simulation, Spritzgusssimulation, Daten- und Dokumentenverwaltung, technische Kommunikation und Qualitätsmanagement abgedeckt werden. Und jetzt eben auch die additive Fertigung.
 Der Multijet-Printer, Projet 3500 HDmax von 3D Systems, liefert Plastikteile in hoher Qualität.
Das Unternehmen ist heute deutschlandweit Solidworks-Partner, für mehr als 1250 Kunden, die mehr als 5500 Solidworks-Lizenzen installiert haben.
Neben der Hauptniederlassung in Angelburg gibt es Standorte in Aalen, in Gladbeck und Krailling bei München. Coffee hat aktuell mehr als 30 Mitarbeiter.
Der Weg zum 3D-Druck
Nachdem die Entscheidung bei Coffee gefallen war, aktiv in den 3D-Druck einzusteigen, wurden zunächst Analysen angestellt, um herauszufinden, welche Technologien und welche Partner grundsätzlich in Frage kommen könnten. Dabei war zu bedenken, dass die Kunden von Coffee eher Mittelständler sind, wie schon erwähnt, und dass es nur Sinn machen würde, für diese Zielgruppe passende Lösungen und Geräte ins Programm zu nehmen. „Auf deutsch gesagt, wir brauchen Analgen, die in ein gewisses Budget hineinpassen und dennoch die von dieser Zielgruppe gewünschten Funktionen bieten“, so Kasemann.
 Metall Laser Drucker, ProX 200, für die Herstellung von chemisch reinen Teilen aus verschiedenen Metallen.
Am Ende dieser Untersuchungen und Überlegungen, hat Coffee 3D Systems als Partner ausgewählt. Gründe dafür waren u.a., dass man nur einen Hersteller für alle benötigten Technologien und Maschinen wollte und 3D Systems eines der umfangreichsten Portfolios vom Einsteigergerät bis zum Highend Bereich zu bieten hat. „Wichtig war es zudem, dass 3D Systems das mittlere Preissegment, um 50000 € plus, sehr gut abdeckt, mit Maschinen, die es erlauben, höchst interessante Prototypen in bester Qualität herzustellen“, wie J. Kasemann sagt. Schließlich sah man dieses Unternehmen in einer technologischen Spitzenposition: Nur „3Sys“ hat als einziger Hersteller 7 unterschiedliche Drucktechnologien zu bieten.
Für das eigene Portfolio sieht man 4 dieser Technologien im Vordergrund:
- Stereolithographie (STL)
- Selektives Laser Sintern (SLS)
- Colorprinting für Teile in Vollfarbe (bei Gips und Kunststoffen möglich)
- Multijet Printing (MJP), das mit flüssigen Materialien arbeitet, welche über einen Druckkopf mit einer Vielzahl von Mikrodüsen aufgetragen werden.
Grundsätzlich hat Coffee aber alle Maschinen von 3D Systems im Angebot.
 Sandale, komplett aus 2 Materialien ausgedruckt.
Mit diesen Grundvoraussetzungen ist das Unternehmen vor rund einem Jahr gestartet. Mittlerweile kann gesagt werden, dass der Start geglückt ist. Es wurde bereits eine beachtliche Anzahl von Maschinen im Markt platziert, die gewünschten Umsatzziele wurden erreicht. „Ich traue mich heute schon zu sagen, es war richtig, in diesen Sektor einzusteigen“, wie Joachim Kasemann ausführt.
Maschinen und Materialien
3D Systems hat eine große Palette von Geräten, die sich in drei Kategorien aufteilen
- Personal
- Professional
- Production
Kasemann: „Unser Fokus liegt auf den Systemen im Professional- und Produktions-Bereich.“
Neben dem Vertrieb der Maschinen übernimmt Coffee auch die Auslieferung, die Installation und Inbetriebnahme sowie die Wartung. Das betrifft zumindest die Drucker der Kategorien Personal und Professional. Etwas anders ist es bei den Production-Maschinen. Hier werden Auslieferung und Wartung direkt von 3D Systems gemacht.
Auch bei den Materialien bietet Coffee die gesamte Bandbreite an, die 3D Systems vorhält. Dabei wieder in drei Kategorien unterschieden:
- Gips-Werkstoffe
- Kunststoffe und
- Metalle.
Gips wird benutzt, um mit der Colorprinting- Technologie relativ schnell und präzise Konzeptmodelle zu machen, die jedoch eine eingeschränkte Funktionalität haben. Ansichtsmodelle solcher Art spielen beispielsweise in der Schuhindustrie oder in der Architektur eine Rolle.
Metallteile können bei Bedarf auch sehr dünnwandig sein, bis hinunter zu 0,15 mm Wandstärke.
Gipsmodelle werden vor allem als Anschauungsmodelle ohne weitere Funktion genutzt.
Kunststoffpulver erlauben Teile mit wesentlich höherer Stabilität zu erzeugen, bis hin zu Eigenschaften wie sie Serienwerkstoffe aufweisen. Es gibt Kunststoffmaterialien für STL, für SLS und MJP. Über STL können heute z. B. Teile erzeugt werden, die glasklar sind oder eine gezielte Transparenz aufweisen, etwa für Scheinwerfer-Prototypen.
Eine hohe Vielzahl von Materialien gibt es auch für das Selektive Laser Sintern. Hier können Teile entstehen, die sehr hohe mechanische Belastungen aushalten (ähnlich PA 11/PA 12) oder aber sehr flexibel und biegbar sind.
„Neue Materialien haben u. a. Aluminiumpartikel oder auch Glasfasern eingebettet. Deren Steifigkeit geht noch weiter nach oben und es entstehen ganz neue Fertigungsmöglichkeiten, die über SLS realisiert werden können“, wie Joachim Kasemann sagt.
Darüber hinaus gibt es den großen Bereich der Metalle, der ebenfalls über Selektives Lasersintern abgedeckt wird.
Patentiertes Verfahren zur direkten Fertigung von Metallteilen
Die Metalldrucker von 3D Systems, welche unter dem Label „Pro X“ vermarktet werden, haben folgende Eigenschaften:
- Robuste Plattform für den Einsatz in der Fertigungsumgebung
- Patentiertes Pulverauftragssystem garantiert herausragende Qualität
- Außergewöhnliche Oberflächengüte und -auflösung
- Hervorragende Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit
- Vollständige Dichte mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften
- Hohe Baugeschwindigkeit
Das Verfahren sieht so aus, dass hochfeste, chemisch reine Metallteile durch das Aufschmelzen von pulverförmigem Ausgangsmaterial via Laserstrahl entstehen. Die möglichen Schichtstärken liegen zwischen 5 bis 30 µm. Dadurch entstehen eine hohe Genauigkeit und Oberflächengüte. Die Werkstückgrößen bewegen sich je nach Maschine von 100 x 100 x 80 mm bis 500 x 500 x 500 mm. Insgesamt stehen 4 Metalldrucker zur Verfügung.
Transparente und teiltransparente Kunststoffteile, stellen beim 3D-Druck kein Problem dar.
„Metalldrucker sind Produktionsanlagen, die auch ein entsprechendes Produktionsumfeld haben müssen, eben mal schnell ins Büro stellen geht nicht“, betont Kasemann und verweist in dem Zusammenhang auf das Gewicht der Maschinen: Bereits die Pro X 300 mit einem maximalen Bauvolumen von 240 x 220 x 240 mm, wiegt 5 Tonnen.
Maschinen dieser Art erlauben die Verarbeitung von Pulvern für
- Edelstahl, Werkzeugstahl
- Hasteloy, Inconel (hochwarmfeste Mat.)
- Titan
- Kupferlegierungen
Den hauptsächlichen Vorteil sieht Kasemann nicht darin, schneller oder kostengünstiger zu sein, als die mechanische Bearbeitung, „sondern das Unmögliche möglich zu machen.“ Teile zu erzeugen, mit beliebig geformten Außen- und Innenkonturen, die klassisch nicht gefertigt werden können. Beispielsweise Formeinsätze für Spritzgusswerkzeuge mit konturnaher Kühlung. Das kann man nicht fräsen. Oder Teile, die „bionisch“ sozusagen nach der Natur konstruiert werden. Diese „Knochen“ sind durch zerspanen ebenfalls nicht zu machen. Kürzlich wurde ein Antennenträger für einen Satelliten publik, der bionisch konstruiert wurde. Das Ergebnis war eine Halbierung des Gewichts und eine höhere Stabilität als das Vorgängerteil.
„Diese veränderten Möglichkeiten müssen erkannt werden“, meint Kasemann, „was teilweise noch gar nicht der Fall ist.“
Wer aber bringt den Konstrukteuren die neue Art der Konstruktion bei?
„Hier liegt noch ein weiter Weg vor uns. Zwar nehmen die hierfür gebotenen Workshops langsam zu, ich bin aber dafür, dass an jeder Technischen Hochschule, an jeder Technikerschule usw. solche 3D Drucker aufgestellt und entsprechende Kurse angeboten werden. Dann erst kann die junge Generation lernen damit umzugehen und dieses Wissen mit in ihre späteren Betriebe nehmen.“
Um hier in konkreten Situationen schneller Hilfen zu geben, greift Coffee fallweise auf den belgischen 3D-Druck Dienstleister Layerwise zurück, der 2014 von 3D Systems übernommen wurde. Dieser bietet auch Metalldruck als Dienstleistung an, „so dass wir Kunden, die in der Entscheidungsphase sind, mit Probeteilen unterstützen können“ (Kasemann).
Joachim Kasemann, Geschäftsleiter Vertrieb, der Coffee GmbH.
So können Konstrukteure neue Ideen, Designs und Entwürfe ausprobieren, probeweise ausdrucken lassen, testen und verändern und, falls nötig, erneut ausdrucken lassen.
So kann auf einer sicheren Basis entschieden werden, ob es für einen Kunden funktioniert, diesen Weg zu gehen und ob die Investition in eine eigene Maschine rentabel ist. „Ein hochinteressantes Gebiet, für das wir mit den Maschinen von 3D Systems bestens aufgestellt sind“, wie Kasemann glaubt.
Für die Zukunft sehen er und seine Kollegen die Weiterentwicklung vor allem im Bereich der Materialien:
„Hier erwarten wir wesentlich mehr Innovationen als bei den Drucktechnologien selbst...“
www.coffee.de
- Karl Obermann -
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