Der dynamische Fertigungsdienstleister BANTLE 3D in Fluorn-Winzeln bearbeitet Metall und Kunststoff nicht nur im 5-Achsfräsen und 6-Achs-Drehfräsen. Mit 3D-Druckern von Boston Micro Fabrication (BMF) erschließt er seit zwei Jahren die Marktlücke für hochpräzise Mikrobauteile der Elektronik, Medizintechnik und Kosmetik. Ab Mai wird er mit einem neuen microArch S230 3D-Drucker Bauteile mit 2µm Auflösung herstellen – als einziger Spezialist auf dem europäischen Festland.
Andy Bantle öffnet die Tür seines microArch S240 3D-Druckers von BMF. Vorsichtig setzt er die zehn mal zehn Zentimeter große Grundplatte in das Harzbecken und eine Membran darauf. Eine Rakel entfernt die Luftbläschen an der Oberfläche. Bantle füllt den Behälter mit gelbem HTL auf, einem Hochleistungswerkstoff mit hoher Festigkeit, Steifigkeit und Hitzebeständigkeit, der Temperaturen bis zu 114 °C standhält. Ein Blick auf den Monitor mit 150 Abbildungen von Bauteilschichten – und unhörbar beginnt die Produktion. Für die nächsten Stunden wird der UV-Laser nun Schicht für Schicht die Geometrie der jeweiligen Matrize aushärten; nach jeder Schicht taucht die Druckplattform wenige Mikrometer nach unten ab.
Enthusiast entdeckt innovative Technologie
Dieses Verfahren, die Projektionsmikro-Stereolithografie (PμSL) hat Andy Bantle 2022 auf der Fachmesse Formnext entdeckt. Sie wurde von dem Hersteller Boston Micro Fabrication als Variante des Digital Light Processings (DLP) entwickelt, um eine gleichmäßig hohe Auflösung im gesamten Arbeitsraum zu erreichen. Die Drucksysteme enthalten hochpräzise Optiken, um die Pixelgröße im Projektor je nach Druckerserie auf 25μm, 10μm oder 2μm zu fokussieren. Auch die Lineartechnik der 3D-Drucker wurde auf niedrige Toleranzen ausgelegt. Mit der üblichen Stereolithografie (SLA) lassen sich zum Vergleich kleine Teile mit der höchsten Auflösung von etwa 50μm herstellen.
Andy Bantle war begeistert. Erst 2020 hatte er mit einer klaren Vision einen Fertigungsbetrieb mit zwei Mitarbeitern übernommen: „Wir wollen den Kunden die Vorteile der 3D-Technologie erschließen – von der Konstruktion über die CAM-Programmierung, den Werkzeug- und Vorrichtungsbau bis zum Fünfachsfräsen, einschließlich Automatisierung, Baugruppenmontage und Qualitätsprüfungen,“ sagt der versierte Techniker. Inzwischen beschäftigt er zehn Mitarbeiter an sieben Fünf- und Sechsachs-Bearbeitungszentren, einem Dreh-Fräszentrum und einer 3D-Koordinatenmessmaschine. „Eigentlich wollte ich additive Verfahren für Aluminium und Leichtmetall mit der subtraktiven Dreh- und Frästechnik verbinden“, schildert er die ursprüngliche Geschäftsidee.
Entscheidung auf der Formnext
Als ihm Sales Manager Steffen Hägele die Druckerplattformen von BMF und das damit hergestellte Portfolio hochpräziser Mikroteile vorstellte, erkannte er eine Marktlücke. „Auf den 3D-Druckern lassen sich in drei Tagen Prototypen herstellen, auf die man drei Monate warten muss, wenn sie wie üblich im Hochpräzisions-Spritzguss produziert werden“, berichtet Andy Bantle.
Allein in seiner Nachbarschaft rund um Fluorn-Winzeln sah er erheblichen Bedarf in Elektrotechnik, Medizin- und Labortechnik wie in der Kosmetikbranche. So entschied er sich zu einer sechsstelligen Investition in einen microArch S240, ein Tischgerät mit 10µm Auflösung. Noch im Jahr 2022 wurde die Maschine geliefert und von BMF installiert.
Erfolgreicher Einstieg in eine neue Technologie
Mit einem Mitarbeiter nahm Bantle an Schulungen teil und arbeitete sich in das gesamte Verfahren ein. „Man braucht viel Know-how und Erfahrung, damit man das 3D-Modell schon am Rechner richtig aufbereitet und anlegt“, sagt Andy Bantle. „Da bin ich mit viel Interesse und Freude eingestiegen.“ Die Systeme von BMF verarbeiten eine breite Palette eigener und fremder Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften. Viele Parameter, von Druckgeschwindigkeit bis Materialverteilung, müssen anpasst werden, damit Werkstücke in optimaler Qualität entstehen. „Ein halbes Jahr haben wir mit den verschiedenen Materialien Erfahrungen gesammelt. BMF hat uns dabei bestens unterstützt.
Inzwischen setzen wir neben dem Kunstharz HTL in allen Farben auch Hochtemperatur-Material, biokompatibles Harz für die Medizintechnik und TOUGH ein, einen besonders robusten Werkstoff für Endprodukte.“
Expansion dank hoher Nachfrag
Das neue Fertigungsangebot hat sich schnell herumgesprochen: „Wir waren der einzige Anbieter in Süddeutschland, der Mikroteile mit 10µm Auflösung herstellen konnte“, sagt Andy Bantle. „Einen weiteren Schub gab es mit dem löslichen Harz SR. Das wird als Opfermaterial für den Druck von Einwegformen zur Herstellung von Teilen aus anderen Materialien verwendet.“ SR löst sich in einer 5:95-Lösung aus Natriumhydroxid und destilliertem Wasser auf. So entstehen zum Beispiel Formen für die Bürsten zum Auftragen von Wimperntusche in der Kosmetikbranche. In zwei Wochen erhalten die Kunden so Prototypen, auf die sie vorher ein halbes Jahr warten mussten – und sparen erhebliche Investitionen in Spritzgussformen ein.
Für einen Großauftrag hat Bantle im vergangenen Jahr den zweiten microArch S240 A geordert und im November installiert. Das A steht für automatische Kalibrierung – eine neue Feature, das Einrichtungszeit spart und die Produktivität erhöht. Dank dem zweiten Gerät kann Bantle Aufträge annehmen, bei denen über fünf Tage 1.600 Matrizen abgearbeitet werden. „Im vergangenen Jahr haben wir rund 2.500 Bauteile gedruckt“, freut sich der Unternehmer.
Mit dem 2µm-Spitzenmodell in die Zukunft
In der Fertigungshalle stehen bereits ein Ausbrenn- und ein Sinterofen zum Auspacken. Denn bald will Bantle Bauteile aus nichtleitendem, hitzebeständigen Keramikmaterial für die Elektrotechnik herstellen. Aus den 3D-gedruckten Bauteilen wird das Bindemittel ausgebrannt, anschließend werden sie gehärtet. Doch der Platz ist knapp – ein Neubau mit 2.000 Quadratmetern Fläche ist geplant, wird in diesem Jahr aber nicht mehr fertig. Im Mai muss ein neues Fünfachs-Fräszentrum, eine DMU 75 Monoblock von DMG, untergebracht werden.
Die 3D-Druckwerkstatt wird bis zum Einzug in einen Container ausgelagert. Dort wird im Mai ein dritter 3D-Drucker von BMF aufgestellt: Mit einem microArch S230 setzt Andy Bantle auf das Spitzenmodell mit der höchsten Auflösung von nur 2µm. In einem Bauraum von 50x50x50 Millimetern entstehen die feinsten 3D-Druckteile auf dem europäischen Festland. Dies bedeutet ein enormes Auftragspotenzial, von umliegenden Unternehmen ebenso wie von Forschungseinrichtungen und Universitäten. BMF könnte dort Musterteile für Kunden produzieren, um Zeit und Frachtkosten zu sparen.
„Die 3D-Drucker von BMF sind ausgereift und zuverlässig, der Service kompetent und schnell“, zieht Andy Bantle Bilanz. „Deshalb gehen wir zuversichtlich den nächsten Schritt zu höherer Auflösung, Genauigkeit und Präzision.“
