Das Gerät erlaubt die relativ preisgünstige Einzelstück-Produktion in verschiedenen Werkstoffqualitäten bis zu einem Außendurchmesser von4000 Millimeter am Stück.
Einzelstücke sind teuer. Prototypen erst recht. Damit es in Sachen „Dichtungen“ nicht ganz so schlimm kommt, hat SKF eine Maschine genau für diese Zwecke entwickelt. Kern des Konzeptes ist die sogenannte Seal-Jet-Fertigungstechnik. Damit ließen sich individuelle Dichtungslösungen innerhalb kurzer Zeit zu relativ günstigen Preisen realisieren, erklärt das Unternehmen. Anders als bei Anschauungsmodellen stehen diese Sonderanfertigungen in punkto Abmessungen und Eigenschaften den handelsüblichen Serienerzeugnissen aus gängigen Fertigungsverfahren wie beispielsweise dem Spritzguss in nichts nach.
„Die Kunden brauchen voll funktionsfähige Prototypen, die unter realen Bedingungen getestet werden können“, sagt Thomas Schwarz, Forschungs- und Entwicklungsleiter Fluid System Seals im Bereich SKF Industrial Seals. „Und Dichtungen, die wir mithilfe von SKF Seal Jet fertigen, eignen sich definitiv für komplette und aussagefähige Praxistests.“
Ursprünglich hatte das Unternehmen diese Technologie für den Eigengebrauch entwickelt, um Anwendern in eventuellen Notfällen möglichst schnell eine Ersatzdichtung liefern zu können. Allerdings hat sich das System inzwischen zu einem Hilfsmittel bei der Produktentwicklung gemausert. Heute wird es beispielsweise bei der Fertigung von Prototypen dynamischer Hydraulikdichtungen eingesetzt. Zu den entsprechenden Anwendungen gehören unter anderem Stangen- und Kolbendichtungen; so etwa in den Bereichen Mobilhydraulik, Zylinderfertigung, Werkzeugmaschinen und Lebensmittel.
Klassischerweise werden viele Dichtungsprototypen auch heute mit Formen im Spritzgießverfahren hergestellt. Diese Methode kann allerdings ebenso teuer wie zeitaufwändig sein, da üblicherweise mehrere Formanpassungen erforderlich sind, bis die Dichtung perfekt ist. Mit dem neuen System lässt sich hier Zeit sparen, da die Dichtungsprototypen schnell in den exakten Abmessungen und dem optimalen Design in einer Vielzahl von Dichtungswerkstoffen hergestellt werden können.
Vielfalt an Materialien bearbeiten
Der Erfolg der Technologie basiert auf verschiedenen Faktoren; resultiert aber vor allem aus der Fähigkeit, weiche Dichtungswerkstoffe wie Polyurethanelastomere und klassische Elastomerwerkstoffe bearbeiten zu können. Auch Dichtungswerkstoffe wie PTFE und Hochleistungspolymere wie PEEK sind Teil des Portfolios.
Möglich wird diese Materialvielfalt durch die Kombination spezieller Schneidmesserformen, einer sorgfältigen Prozesssteuerung, einem eigenentwickelten Spanabfuhrsystem sowie einer Vielzahl von Dichtungswerkstoffen, die als Halbzeug zur Verfügung stehen. „Da die bei der Bearbeitung entstehenden Späne hochelastisch sind und die Werkzeuge oder die Dichtung selbst beschädigen können, müssen sie während des Produktionsprozesses unbedingt entfernt werden“, erläutert Schwarz.
Seal Jet stellt Dichtungs-Prototypen in praxistauglicher Serien-Qualität her, sodass die Anwender sie unter realen Bedingungen testen können.
Mit einem eigenentwickelten Sortiment an Werkstoffqualitäten kann das Unternehmen Dichtungen mit einem breiten Spektrum an Eigenschaften fertigen, beispielsweise was Faktoren wie die Oberflächenrauheit betrifft.
Das Verfahren wird in der Regel bei der Herstellung von Dichtungen mit bis zu 600 Millimeter Außendurchmesser eingesetzt, eignet sich aber auch für sehr kleine und sehr große Produkte. Der maximale Außendurchmesser liegt bei 4.000 Millimeter an einem Stück. Mit einer speziellen Schweißtechnik lassen sich allerdings auch noch größere Abmessungen realisieren. Betreiber können auch Dichtungen in nicht genormten Größen beziehungsweise mit modifiziertem Design produziert werden.
3D-Druck muss bei Dichtungen passen
Moderne 3D-Drucktechniken wie selektives Lasersintern (SLS) und Fused Deposition Modeling (FDM) haben in der Prototypenfertigung zwar große Fortschritte gemacht, eignen sich für die Dichtungsentwicklung aber nicht wirklich. Dies liegt nicht nur am eingeschränkten Sortiment verfügbarer Werkstoffe, sondern auch daran, dass die Qualität eines Dichtungsprototyps mit der eines Serienerzeugnisses vergleichbar sein sollte und vor allem auch Praxistests standhalten muss. Dichtungen, die mithilfe von 3D-Drucktechniken hergestellt werden, haben bis dato jedoch kaum ausreichend robuste physikalische Eigenschaften. do
Autor: Dietmar Seidel, SKF
