Alpine Advanced Materials, ein führender Experte in der Entwicklung und Herstellung von kundenspezifischen Teilen für die weltweit anspruchsvollsten Anwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Energie, Raumfahrt und Transport, hat versucht, die mit herkömmlichen Metallteilen verbundenen Herausforderungen zu überwinden. Durch die Einführung von Hochleistungs-Spritzguss-Verbundwerkstoffen, die deutlich leichter sind als Metall, aber genauso stabil, ist Alpine in der Lage, skalierbare und flexible Fertigungsdienstleistungen anzubieten, die auch wirtschaftlicher und umweltbewusster sind.

Durch die Partnerschaft mit Nexa3D und den Einsatz des XiP Desktop 3D-Druckers und des Freeform Injection Molding (FIM)-Prozesses zur Herstellung von 3D-gedruckten Werkzeugen ist Alpine in der Lage, sowohl die Produktionszeiten als auch die Kosten für die Herstellung von Prototypenwerkzeugen drastisch zu reduzieren, um die Teile zur schnellen Validierung, Prüfung und Kundenakzeptanz in die Hände ihrer Kunden zu geben, bevor sie große Investitionen in permanente Werkzeuge tätigen.

Für Alpine Advanced Materials erforderte das herkömmliche Spritzgussverfahren beträchtliche Vorabinvestitionen in dauerhafte Stahlwerkzeuge, was die schnelle Herstellung von Prototypenteilen für Tests und Validierungen in wichtigen Hochleistungsmaterialien wie HX5®, einem mehrskaligen verstärkten Polymer mit außergewöhnlicher Leistung in einem breiten Temperaturbereich und unter extremen Umweltbedingungen, behinderte.

Darüber hinaus erwies sich der Standard-3D-Druck als zu kostspielig und konnte den hohen Formgebungstemperaturen der Verbundpolymere nicht standhalten.

Jeremy Smith, Alpine Advanced Materials

Alpine Advanced Materials

Auftragsfertigung

• XiP Desktop 3D-Drucker
• xMOLD 3D-gedrucktes Harz für Werkzeuge

3D-gedruckte Werkzeuge

• Fähigkeit, Spritzgießdienstleistungen in nur 10 Tagen anzubieten
• Erheblich reduzierte Produktionskosten
• Verbesserte Festigkeit und Oberflächengüte
• Weniger Risiko bei der Materialinnovation

Alpine Advanced Materials erkannte das Potenzial der additiven Fertigung und beschloss, den XiP 3D-Drucker von Nexa3D in seinen Betrieb zu integrieren. Der XiP-Drucker bot Alpine zusammen mit dem xMOLD-Harz von Nexa3D die ideale Lösung für seine Spritzgussanforderungen. Das Freiform-Spritzgießen (FIM) mit xMOLD ermöglichte es dem Unternehmen, die Herausforderungen zu überwinden, die mit dem traditionellen Metallwerkzeugbau verbunden sind, und bot eine schnellere und kostengünstigere Möglichkeit zur Herstellung von Prototypenteilen zur Kundenvalidierung. Die Kompatibilität des Harzes mit Hunderten von Kunststoffen bot die vielseitige Lösung, die Alpine benötigte, um sicherzustellen, dass sie für eine Vielzahl kommerzieller Anwendungen formen konnte.

Durch die Einführung des FIM-Verfahrens mit dem XiP 3D-Drucker von Nexa3D und dem xMOLD-Material profitierte Alpine Advanced Materials von zahlreichen Vorteilen:

Schnelles Prototyping: FIM ermöglichte Alpine die schnelle Herstellung hochwertiger Prototypenteile für Kundenvorführungen und Validierungstests. Die mechanischen Eigenschaften der FIM-Teile entsprachen genau denen, die mit permanenten Stahlwerkzeugen hergestellt wurden, was eine genaue Leistungsbewertung ermöglichte.

Verbesserte Festigkeit und Oberflächengüte: Im Vergleich zu direkt 3D-gedruckten Teilen wiesen die mit FIM geformten Teile eine höhere Festigkeit und Oberflächengüte auf. Dadurch eignen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Produktdemonstrationen und Erstproduktionen mit geringer Stückzahl.

Zeit- und Kostenersparnis: FIM reduzierte den Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung der Werkzeuge drastisch. Die außergewöhnliche Geschwindigkeit des XiP-Druckers ermöglichte die Herstellung mehrerer Formen pro Stunde und übertraf damit die Möglichkeiten der herkömmlichen CNC-Bearbeitung. Alpine konnte 5-10 Prototypformen für einen Bruchteil der Kosten eines Produktionswerkzeugs herstellen und damit seinen Kunden erhebliche Einsparungen bieten.

Weniger Risiko bei der Materialinnovation: FIM ermöglichte es den Kunden von Alpine, den Weg zu neuen thermoplastischen Werkstoffen risikofrei zu gestalten. Schnell geformte Prototypen boten die Möglichkeit für umfassende Validierungstests, um die erfolgreiche Einführung innovativer Materialien sicherzustellen.

Ein Verteidigungsunternehmen in Huntsville, AL, wandte sich an Alpine Advanced Materials, um schnelle Teile für die Demonstration eines UAV-Systems zu erhalten. Das Unternehmen benötigte Teile mit einer höheren Festigkeit, als sie mit herkömmlichen 3D-Druckverfahren erreicht werden kann, aber seine Metallbearbeitungskapazitäten waren überlastet. Mit Hilfe von Nexa3D FIM entwarf, druckte, formte und lieferte Alpine alle 60 benötigten Teile innerhalb von nur 10 Arbeitstagen und konnte so den engen Zeitrahmen von drei Wochen einhalten und den erfolgreichen Abschluss der Demonstration sicherstellen.

Die Zusammenarbeit zwischen Alpine Advanced Materials und Nexa3D hat durch die Integration von 3D-Druck und Freeform Injection Molding unbegrenzte Möglichkeiten für die Fertigungsindustrie geschaffen. Durch den Einsatz des Nexa3D XiP 3D-Druckers und des xMOLD-Materials von Nexa3D hat Alpine die Herausforderungen, die mit herkömmlichen Metallwerkzeugen verbunden sind, erfolgreich bewältigt. Das FIM-Verfahren hat es Alpine ermöglicht, schnelle Prototypen zu liefern, die Festigkeit der Teile und die Oberflächengüte vergleichsweise zu verbessern und erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen zu erzielen.