Die Aesculap AG mit Sitz in Tuttlingen ist Teil der B. Braun-Gruppe, die sowohl Produkte als auch Dienstleistungen für die Medizintechnik und Pharmaindustrie herstellt. Als einer der führenden Anbieter im Bereich Motorensysteme vertreibt Aesculap Produkte für verschiedene medizinische Anwendungsgebiete, wie beispielsweise Orthopädie, Traumatologie, Kardiochirurgie oder Dermatologie. So auch das akkubetriebene Motorensystem Acculan. Kann die Sterilisation des Akkus entfallen, so wirkt sich das positiv auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit aus. Dafür muss allerdings sichergestellt werden, dass der Akku keinen Kontakt mit dem sterilen Äußeren der Maschine hat. Das Akkugehäuse für dieses Motorensystem wurde von toolcraft additiv gefertigt.
Kunde:
Aesculap AG
www.bbraun.com
Die Ausgangslage:
Ausschuss durch unerwünschte Hohlräume
Der runde, ergonomische Griff des Motorensystems wird ursprünglich im Rotationsschleuderguss gefertigt. Mit diesem Verfahren kann meist keine durchgängig homogene Wandstärke des Bauteils gewährleistet werden. Außerdem kommt es im Fertigungsprozess oftmals zur Bildung von Lunkern. Diese kleinen Hohlräume können in der Nachbearbeitung zu Fehlern in der Oberfläche führen und das Bauteil unbrauchbar machen.
Die Herausforderung:
Ohne Spannung und Verzug
Bereits im Vorfeld des additiven Fertigungsprozesses lag der Fokus auf der Geometrie des Bauteils. Dabei mussten auftretende Spannungen und Verzug mithilfe einer Verzugssimulationsberechnung vermieden bzw. verringert werden. Außerdem sollten durch höhere Geometrietreue und weniger Produktionsausschuss langfristig Kosten gesenkt werden. Dadurch wird auch der Aufwand der Nacharbeit, z.B. Fräsen, sowie zur Herstellung von zusätzlichen Spannmitteln auf ein Minimum reduziert, wodurch eine weitere Kosteneinsparung möglich ist.
Die Vorgehensweise:
Simulation gegen Verzug
- Einsatz der gesamten Prozesskette in der additiven Fertigung und durchgängige Anwendung der Siemens NX‘ Software: von der Konstruktion und Simulation über den 3D-Druck in Metall bis hin zur Qualitätskontrolle (optisch und zerstörungsfrei)
- Material: Titanlegierung TiAl6V4
- Verzugssimulationsberechnung zum exakten Erreichen der Sollgeometrie
Das Ergebnis:
Mit Präzision ans Ziel
Die additiv gefertigten Bauteile bestanden den Belastungstest und hielten somit dem Vergleich mit den bestehenden Gussbauteilen erfolgreich stand. Die Präzision konnte verbessert und die unerwünschte Lunkerbildung ausgeschlossen werden, wodurch die maschinelle Nacharbeit reduziert wurde. Da mithilfe der additiven Fertigung individuelle Kleinserien sehr wirtschaftlich abgebildet werden können, ist es beispielsweise möglich, unterschiedliche Griffgrößen und -formen zu produzieren.
