Großer, robotermontierter 3D-Drucker zielt darauf ab, die AM-Größenbeschränkungen zu erweitern

Caracol (Lomazzo, Italien) ist ein 2017 gegründeter Startup-Spezialist für Additive Manufacturing (AM) mit dem Ziel, den 3D-Druck für industrielle Hochleistungsanwendungen zu skalieren. „Unsere Mission ist es, an immer extremeren und fortschrittlicheren Anwendungen in fortschrittlichen Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie zu arbeiten. Wir glauben, dass ein großer Maßstab der Schlüssel ist, um die additive Fertigung als Technologie voranzutreiben, die weit über das hinausgeht, was heute möglich ist“, erklärt Violetta Nespolo, Chief Marketing and Strategy Officer bei Caracol.

Sie fügt hinzu:„Wir begannen mit der Arbeit mit bestehenden Druckern und sahen uns an, was wir tun konnten, um den Umfang des Möglichen zu erweitern. Wir haben festgestellt, dass Roboterarme die maximale Flexibilität zum Drucken großer, komplexer Teile bieten.“

Nach seiner anfänglichen Forschungsphase entwickelte und patentierte Caracol schließlich ein auf Extrusion basierendes 3D-Drucksystem, einschließlich Design- und Druckmanagementsoftware, das auf Kuka-Roboterarmen montiert werden kann. Derzeit kann das System Teile mit einer Breite von bis zu vier Metern drucken – obwohl Nespolo sagt, dass es bei Bedarf mit einem zusätzlichen Trolley- oder Schienensystem bis zu einer Breite von 10 Metern drucken könnte.

Das System ist kompatibel mit einer Reihe von Polymeren wie Polyamid (PA), Polyphenylensulfid (PPS) und Polypropylen (PP), unverstärkt oder mit bis zu 40% Kohle- oder Glasfaser verstärkt. „Wir können eine sehr breite Palette von Materialien verwenden, die über herkömmliche 3D-Druckfilamente hinausgehen, einschließlich der gleichen Art von Pellets, die beim Spritzgießen verwendet werden, was es uns ermöglicht, Verbundwerkstoffe mit einem höheren Faseranteil im Vergleich zu herkömmlichen 3D-Druckfilamenten zu verwenden.“ sagt Nespolo.

Heute bietet Caracol seinen Kunden in seinem Werk in Italien eine vollständige Palette von Design, Engineering, Prototyping und Klein- oder Mittelserienproduktionen. Neben seinem patentierten Großsystem verfügt das Unternehmen auch über Möglichkeiten zum Drucken mit FDM- und SLA-Druckern verschiedener Größen.

Das Unternehmen produziert eine Vielzahl von Prototypenteilen für die Automobil- und andere Industrien, aber einer seiner Hauptschwerpunkte sind derzeit großformatige Werkzeuge für die Luft- und Raumfahrt, sagt Nespolo. Caracol hat beispielsweise kürzlich ein großformatiges, additiv gefertigtes Werkzeug für Flugzeugbauchverkleidungen gebaut, das in einem Stück gedruckt und dann CNC-bearbeitet wurde, um die erforderlichen Maßtoleranzen des Teils von 0,1 Millimeter und eine Oberflächenrauheit von 1,6 µm zu erreichen. Der Prozess von Caracol reduzierte die Stückzahl von über 30 auf eins, verkürzte die Produktionszeit von sechs Wochen auf fünf Tage und sparte dem Kunden 35 % der Gesamtkosten ein. „Wir arbeiten daran, Lösungen zu finden, die wirklich über die traditionelle Vorgehensweise hinausgehen“, sagt Nespolo. „Das Produkt kann im Vergleich zu herkömmlichen Metallwerkzeuglösungen extrem schnell und kostengünstig angepasst und produziert werden.“

Zu den zukünftigen Entwicklungen gehören die strukturelle Automobil- und Luft- und Raumfahrtteilefertigung, noch größere Druckvolumen, das Hinzufügen von CNC-Fräsen für die integrierte Teileveredelung und die Kompatibilität mit leistungsfähigeren Materialien wie Polyetheretherketon (PEEK), Polyaryletherketon (PAEK) und Endlosfaserverstärkung.