3D-gedruckte Holzfenster

Im Oktober 2019 brachte NorDan als erster Hersteller der Welt 3D-gedruckte Fenster für den kommerziellen Vertrieb auf den Markt. Die erste 3D-gedruckte Fensterserie besteht aus Rundfenstern. Sie werden in Größen von 40 cm bis 120 cm Durchmesser vertrieben. Der einzigartige 3D-Großdrucker von NorDan wurde von BLB Industries in Schweden entwickelt und hergestellt und kann Fenster und Türen mit einer Breite von bis zu 1,5 m und einer Höhe von bis zu 2,5 m drucken.

3D-Gantry-Drucker mit zwei Extrudern und Steuerungssystemen von Bosch

NorDans 3D-Drucker wurde für die Verwendung von Kunststoffgranulat entwickelt. Dies ist industriell sehr das viel kostengünstiger als kostenintensive Druckfilamente, die üblicherweise bei der additiven Fertigung im Kunststoffbereich Einsatz finden. NorDans 3D-Drucker ist Außen 2,4 m breit, 2,7 m hoch und 4,0 m lang. Es handelt sich um einen 3D-Gantry-Drucker mit zwei Extrudern und Steuerungssystemen von Bosch. Als Material hat sich NorDan für die Verwendung von Biokomposit-Granulaten von Stora Enso entschieden, einem der führenden Hersteller von Biomaterialien in Skandinavien. Das von NorDan verwendete DuraSense-Biokompositmaterial enthält einen hohen Anteil an FSC-zertifizierten Holzfasern. Die Kombination mit Polypropylen macht den 3D-Druck möglich. Druckprodukte aus dem DuraSense-Biomaterial können mit recycelt werden.

Die von NorDan auf dem skandinavischen Markt verkauften 3D-Fenster wurden am schwedischen RISE Forschungsinstitut in Borås umfangreichen Produkttests unterzogen und haben alle relevanten Tests für kommerzielle Fenster, einschließlich Windlast, Wasserbeständigkeit, Temperaturwechsel und mechanische Festigkeit, erfolgreich bestanden (Windlastklasse 3 (EN 12210: 1999), Wasserbeständigkeitsklasse 9A (EN 12208: 1999), U-Wert 0,87 W/m²K und CE-Kennzeichnung). Die 3D-gedruckten kreisförmigen Fenster sind auch als BIM-Modelle auf www.bimobject.com verfügbar. Das Produkt wird in verschiedenen Datenbanken für Umwelterklärungen geführt.

Bild: Nordan BIG Granular Printing

NorDan hat festgestellt, dass es beim gegenwärtigen Stand der technologischen Entwicklung im großflächigen 3D-Druck viele Vorteile, aber auch einige Herausforderungen bei der Herstellung von Fenstern und Türen mit 3D-Druckern gibt. Die größten Vorteile ergeben sich beim Drucken geformter Fenster, wie zum Beispiel solchen mit kreisförmiger, halbkreisförmiger oder abgewinkelter Geometrie:

• Die Gesamtvorlaufzeit vom Kundenauftrag bis zur Lieferung kann um mehr als 50% reduziert werden.
• Die Zykluszeit für die Herstellung des Fensters kann um mehr als 70% reduziert werden.
• Die Produktionsstunden können um mehr als 60% reduziert werden.
• Dabei wird eine höhere Produktqualität erreicht.

Nun bestehen die Herausforderungen darin, für die unterschiedlichen Produktgeometrien und Größen reproduzierbare Druckprozesse zu etablieren und das Management einer Vielzahl von Prozessparametern zu steuern. Es ist noch keine Plug-and-Play-Lösung. Sobald die Prozesse und Parameter festliegen, kann die Serienproduktion beginnen. Für seine 3D-gedruckten Fenster aus Biokomposit wurde NorDan in Schweden bereits mit dem Quality Innovation Award 2019 ausgezeichnet, was in den Medien über die skandinavische Bauindustrie großen Anklang fand.

NorDan hat im Rahmen seiner Strategie „ecoDigital ready“ in die Technologie der additiven Fertigung investiert, um die Möglichkeiten der additiven Fertigung auszuloten. „ecoDigital ready“ ist eine Marke von NorDan und der Name der Strategie des Unternehmens für Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Der Groß-Drucker wird nun auch für neue Prozesse und Produktentwicklungen eingesetzt. Nach der Einführung von 3D-gedruckten Rundfenstern liegt der Schwerpunkt auf der Herstellung von 3D-gedruckten Türen und 3D-gedruckten quadratischen Fenstern sowie auf flexiblen Lösungen für den Einbau von Fenstern und Türen in Betonplatten für Gebäude. Außerdem werden verschiedene Arten von Biomaterialgranulat getestet, darunter verschiedene Arten von Hölzern und Pflanzenfasern.

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