Nachfertigung eines nicht mehr erhältlichen Ersatzteils mittels 3D Druck

Stickrahmen sind Hilfsgeräte zum Einspannen und Straffen von Stoff, so dass sich das Gewebe beim Besticken nicht zusammenziehen kann und ein Verzerren des zu stickenden Musters vermieden wird.

Bei der maschinellen Bestickung wird der Stickrahmen in zwei Raumachsen relativ zu mehreren Sticknadeln bewegt, so dass ein beliebiges, mehrfarbiges Muster gefertigt werden kann.

Problemstellung

Bei einer Stickmaschine des Unternehmens trat ein Bruch eines Stickrahmens auf. Aufgrund des Alters der Maschine war ein Ersatzteil nicht mehr bzw. nicht kurzfristig erhältlich, welches jedoch für die Fertigstellung eines Großauftrages dringend benötigt wurde. Reparaturversuche konnten die Funktion des Rahmens nicht dauerhaft zufriedenstellend wiederherstellen.

Zielsetzung

Eine Ersatzteilbeschaffung ist aufgrund des Alters der Maschine nicht möglich, Teile neuerer Maschinen sind inkompatibel. Die Beschaffung einer neuen Maschine ist aufgrund des geringen Wertes des defekten Bauteils unwirtschaftlich. Additive Fertigungstechnologien bieten eine Möglichkeit, Ersatzteile bei Bedarf schnell und unkompliziert nachfertigen zu können. Daher sollte im Rahmen des Projektes der defekte Rahmen durch ein zu konstruierendes, funktionsgleiches Bauteil ersetzt werden.

Quelle: © Mittelstand-Digital Zentrum IlmenauProjektbeschreibung

Dazu wurde das defekte Bauteil in einem ersten Schritt mittels 3D-Scanner vermessen, um die genauen Positionen der Kopplungsstellen zur Maschine zu ermitteln. Anschließend wurde, basierend auf den Abmessungen, ein neuer Stickrahmen mit analoger Funktion konstruiert. Bei der Fertigung des Rahmens kam das 3D-Druckverfahren „Fused Deposition Modeling (FDM)“ zum Einsatz, um das Ersatzteil in Losgröße Eins kosteneffizient und die Einsatzbereitschaft der Maschine zur fristgerechten Bearbeitung anstehender Aufträge wiederherzustellen.

Der 3D-Scan und Druck des Bauteils erfolgten auf Anlagen des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Ilmenau. Das Unternehmen erhielt dabei einen Einblick in die Herausforderungen und Möglichkeiten des Rapid Tooling/Rapid Manufacturing und die benötigten Werkzeuge, um Eigenbedarfe künftig selbstständig decken zu können.