Additive Fertigung 12. Nov 2020 Von Stefan Asche

Gedruckte Intelligenz aus Kunststoff

Ein Kölner Unternehmen integriert Verschleißsensoren in schichtweise aufgebaute Bauteile.


Foto: Igus

Schon seit Jahren fertigt die Igus GmbH Kunststoffgleitlager nach Kundenwunsch additiv. Nun gehen die Kölner noch einen Schritt weiter und machen die gedruckten Komponenten intelligent. Ihre Bauteile, die im Schmelzschichtverfahren aufgebaut werden, warnen vor Überlast und melden ihren Wartungsbedarf.

Multimaterial-Druck macht es möglich

Das Besondere: Die Sensorik wird erstmalig direkt ins Bauteil hineingedruckt. „So wird vorausschauende Wartung auch für Sonderteile kostensparend möglich“, erklärt Tom Krause, Leiter Additive Fertigung bei Igus.

Die Sensorschicht wird im Rahmen eines Multimaterial-Drucks auf die belasteten Stellen des Bauteils aufgetragen. Zum Einsatz kommt dabei ein speziell entwickeltes, elektrisch leitfähiges 3-D-Druck-Material.

Zwei Einsatzmöglichkeiten

Befindet sich der leitfähige Kunststoff zwischen verschleißbeanspruchten Schichten, kann er vor Überlastung warnen. Hintergrund: Ändert sich die Belastung, so verändert sich auch der elektrische Widerstand. Die Maschine kann angehalten werden und weitere Schäden lassen sich verhindern. Um die Belastungsgrenzen festzulegen, muss das Lager entsprechend geeicht sein.

Ist die Leiterbahn hingegen direkt in der Gleitfläche eingebracht, ist der aktuelle Verschleißzustand jederzeit über die Widerstandsänderung messbar. So wird Predictive Maintenance, also eine vorausschauende Wartung, möglich. Die schmier- und wartungsfreie Tribo-Komponente mahnt ihren Austausch an, Anlagenstillstände werden dadurch im Vorfeld vermieden und die Instandhaltung planbar. Werden die 3-D-gedruckten Komponenten zudem im Vorserienstadium eingesetzt, geben die erhobenen Verschleiß- oder Belastungsdaten Hinweise auf Konstruktionsdefizite. Anpassungen und Optimierungen im Entwicklungsprozess sind dadurch leichter möglich.

Details demnächst im Podcast

Weitere Details zum intelligenten Gleitlager erklärt Tom Krause im Podcast „Druckwelle“ von VDI nachrichten und Ingenieur.de. Außerdem erläutert er, was Tribo-Kunststoffe eigentlich sind und wie sie ihre Eigenschaften erhalten. Zu hören ist die Folge ab dem 19. November, etwa hier:

www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/medien/podcasts/druckwelle-3d-druck/

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