Neues Verfahren zur Lederfertigung mithilfe von 3D-Druck

Individuelle Ledermusterungen sind in der Automobilbranche sehr gefragt. Präzise und filigrane Muster sind aber sehr aufwendig. Das Unternehmen Makra Pro hat ein neues Verfahren entwickelt, das Leder mithilfe von Schaum biegsam macht und eine präzise Personalisierung ermöglicht. 3D-Drucker spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Von Stefan Holländer, Managing Director EMEA bei Formlabs

Echtes Leder ist ein sehr gefragtes Material. Besonders bei der Ausstattung von Wohnobjekten und Automobilen kommt es oft zum Einsatz. Kundenwünsche sind meist sehr individuell und das Material wird geprägt, bestickt oder kaschiert, um bestimmte Musterungen und Formen zu erzielen. Die Herausforderung besteht besonders bei filigranen Musterungen, die mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar sind, denn das Material ist nur schwer dehnbar.

Für diese Herausforderung hat das bayerische Unternehmen Makra Pro aus Markt Taschendorf ein neues Verfahren entwickelt. Mithilfe von Schaum wird das harte Leder in Form gebracht und kann die gewünschte 3D-Optik erhalten.

Innovation durch Schaumformung

Die Arbeit mit 3D-Druckern begann Makra Pro 2018. Durch einen Großauftrag eines bekannten Herstellers für Motorradsitze entwickelte Geschäftsführer Matthias Krabel einen Ehrgeiz für Innovation. Der Auftrag lautete Schaumteile für Motorradsitze und deren Sitzwannen herzustellen. Die Materialeigenschaften der Sitzwannen sollten dem Serienmaterial sehr ähnlich sein, da dieses für Testfahrten verwendet wird.

Makro Pro nutzte den digitalen Workflow dafür, um ein innovatives Herstellungsverfahren für die Automobilbranche zu entwickeln. Die Herausforderung war, dass Echtleder nur schwer dehnbar ist. Gründer Matthias Krabel entwickelte das Konzept, Schaum dafür zu nutzen, das Leder biegsam zu machen. Mithilfe des 3D-Druckers wurden zuerst die Formen für das Verfahren gedruckt. Anschließend wurde die Form mit Leder ausgelegt und mit dem Schaum für die Formgebung ausgespritzt. Das gesamte Werkzeug wurde im Anschluss geschlossen und der Schaum konnte aushärten. So entstand die 3D-Optik des Leders.

Die Implementierung des 3D-Drucks in Herstellungsprozesse bietet eine große Unterstützung bei der Nachfrage nach maßgefertigten Konsumgütern bis hin zur Erstellung von Montagevorrichtungen, Ausstattungen und Werkzeugen. Verwendet werden die Lederteile in der Automobilbranche beispielsweise für Sitzbezüge oder die Türverkleidung von Fahrzeugen. Die Branche interessiert sich besonders für die Technologie, da die Ausprägungen des Leders auf Wunsch der Kunden oft sehr filigran und kaum wahrnehmbar sind. Sie können nur durch die Genauigkeit der Low-Force-Stereolithografie (LFS) realisiert werden.

Dank des 3D-Drucks müssen Modelle und Bauteile nicht mehr bestellt werden. Sie können direkt vor Ort in wenigen Stunden oder gar Minuten gedruckt werden. Mehrere zusammengeschlossene Drucker können dabei eine Produktionsstraße bilden – der digitale Workflow hat das Potenzial, die Fertigung zu verändern und für eine schnellere Markteinführung, eine höhere Flexibilität und mehr Individualisierung zu sorgen.

Schnelles Prototyping mithilfe von 3D-Druckern

Bei Makra Pro sind bis zu 18 3D-Drucker im Einsatz, die, je nach Auftragslage, rund um die Uhr Teile drucken, die danach gewaschen und ausgehärtet werden. Als innovatives Unternehmen wird auf schnelles Prototyping gesetzt. Mithilfe der 3D-Drucker können Prozesse wie Werkzeugentwicklung, Prototypenentwicklung und Vorserienfertigung verbessert und beschleunigt werden. So können aber nicht nur bestehende Prozesse verbessert werden, sondern auch neue Verfahren schneller ausgearbeitet und etabliert werden. Der 3D-Drucker erleichtert und beschleunigt die Entwicklung und Produktion von innovativen Produkten.

Meist sind die Endteile des Leders größer als sie der 3D-Drucker produzieren kann. Daher werden mehrere Teile gedruckt und am Ende zusammengesetzt. Dies erfordert viel Erfahrung und Feinmotorik. Die größte Form bei Makra Pro bestand aus 160 Einzelteilen.

Die additive Fertigung eignet sich ideal für eine Reihe von Konstruktions- und Fertigungsanwendungen wie Prototyping, Herstellung von Werkzeugen und Gussmodellen sowie für Kleinserien, Brückenproduktion und die kundenspezifische Fertigung von Endteilen wie bei den Lederprodukten von Makra Pro. Die am häufigsten verwendeten Materialien in der additiven Fertigung sind Kunststoffe und Metalle.

Personalisierung durch additive Fertigung

Der 3D-Druck spielt eine transformative Rolle in der Individualisierung und filigranen Ausarbeitung von Endprodukten, die aus Leder bestehen. Er erleichtert und beschleunigt die Entwicklung und Produktion von innovativen Produkten. Bereits in vielseitigen Branchen wird der 3D-Druck eingesetzt, um bestimmte Ware kostengünstig, im eigenen Betrieb, skalierbar und on-demand herstellen zu können. Die additive Fertigung spielt dabei eine besondere Rolle, da sie ein unkompliziertes Personalisieren ermöglicht. Außerdem können mittels LFS-Technologie kaum sichtbare Musterungen in das Leder eingearbeitet werden. So kann ideal auf Kundenwünsche eingegangen werden. Besonders die Automobilbranche kann davon in Zukunft profitieren.