handling - Fachportal für Handhabungstechnik, Fabrikautomation, Intralogistik
Home> Automatisierung> Antriebstechnik> Schneller, größer, günstiger

Metallteile im 3D-DruckSchneller, größer, günstiger

Benötigen Unternehmen kleine Bauteilserien, drucken sie die Komponenten oftmals einfach Stück für Stück aus. Sie nutzen dabei das Verfahren Selective Laser Melting. Eine neuartige Anlage soll den 3D-Druck künftig beschleunigen. Zudem kann sie größere Gegenstände drucken.

3D-Drucker

Sind Bauteile in kleiner Serie gefragt, etwa für Prototypen, werden sie in Industriebetrieben einfach ausgedruckt. Was sich anhört wie Science Fiction, ist in Unternehmen bereits Usus. Das Verfahren nennt sich Selective Laser Melting, kurz SLM. Dabei wandert ein Laser über ein geschichtetes Metallpulver, schmilzt es auf und lässt es zu einer festen Schicht erstarren. Schicht für Schicht wächst so ein dreidimensionales Bauteil heran. Diese Technologie ist bereits etabliert, doch die Anwender wünschen sich ein schnelleres und damit kostengünstigeres Verfahren, das es auch ermöglicht, größere Gegenstände aus dem Pulver aufzubauen. Für die industrielle Serienfertigung gibt es noch weitere Ansprüche: Die ausgedruckten Bauteile müssen alle die gleiche Qualität aufweisen, zudem sollte sich der Druckprozess überwachen lassen.

Anzeige

Den Wunsch nach schnellerem Druck erfüllen die Laserexperten bisher, indem sie die Leistung des Lasers erhöhen. Das jedoch treibt die Kosten in die Höhe. Noch teurer wird es, wenn große Gegenstände ausgedruckt werden sollen: Reicht üblicherweise ein Scanner aus, der den Laserstrahl mit seinen zwei Spiegeln wie vorgegeben ablenkt, müssen die Unternehmen dann einen zweiten teuren Scanner sowie einen zweiten Laser einsetzen, um das ganze Bearbeitungsfeld ohne Produktivitätsverlust abzudecken.

Flexibler – zu einem günstigeren Preis
Die Anlage des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen soll den Nutzern künftig mehr Freiheiten geben: „Statt im SLM-Prozess auf Scannersysteme zu setzen, verwenden wir in unserer Anlage eine Multispot-Bearbeitung – also einen Bearbeitungskopf, aus dem fünf einzelne Laserstrahlen kommen", erläutert Florian Eibl, Wissenschaftler am ILT. Dieser Bearbeitungskopf funktioniert wie ein Druckkopf, die fünf einzelnen Diodenlaser lassen sich getrennt steuern. Der Vorteil: Der Schmelzprozess wird dadurch parallelisiert, somit können die Forscher selbst große Teile schnell und ohne zusätzlichen Aufwand ausdrucken. Das optische System muss nicht geändert werden. Es reicht, die Achsen, auf denen sich der Bearbeitungskopf bewegt, entsprechend zu verlängern. Der Druck ist schneller. Je nach Wunsch können die Forscher auch die Geschwindigkeit anpassen, indem sie einfach die Anzahl der Strahlquellen erhöhen. „Da der Druckkopf über fünf Laserstrahlen verfügt, kann die Anlage das Pulver um ein Vielfaches schneller aufschmelzen als herkömmliche Systeme", sagt Eibl.

Gleiche Qualität für alle Druckerzeugnisse
Auch die Qualität der ausgedruckten Bauteile muss stimmen. Ein spezielles System bläst Schutzgas auf jede Bearbeitungsstelle und saugt Rauch und entstehende Spritzer direkt ab. „So erreichen wir ein gleichmäßiges Bearbeitungsergebnis, auch bei großen Bauräumen", erklärt Eibl. Zudem lassen sich Systeme in das Anlagenkonzept integrieren, die die Druckprozesse überwachen. In einer Laboranlage setzen die Forscher ihr Anlagen- und Belichtungskonzept bereits um.

Das Projekt wird zum Teil vom Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" gefördert, einem interdisziplinären Forschungsprojekt mit mehr als 20 Kooperationspartnern.

Die Lösung stellen die Forscher erstmals auf der EuroMold vom 25. bis 28. November 2014 in Frankfurt vor (Halle 11.0, Stand C66). bw

Weitere Beiträge zum Thema

Elektronik aus dem Drucker:: Tinte aus Metall

Elektronik aus dem Drucker:Tinte aus Metall

In der Mikroelektronik, Mikrosystemtechnik und Sensorik spielen digitale Drucktechnologien eine wichtige Rolle: Am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen stellen Forscher mit unterschiedlichen Druckverfahren elektronische Bauteile und Sensoren her.

…mehr
3D-Druck im industriellen Einsatz: Kernschießen ersetzt

3D-Druck im industriellen EinsatzKernschießen ersetzt

In der Hydraulik erfordern komplexere Kundenwünsche neue Wege in der Funktionalität von Gussteilen. Um den Anforderungen in diesem Bereich mit größtmöglicher Flexibilität und Wirtschaftlichkeit begegnen zu können, setzt die Eisengießerei von Bosch Rexroth AG auf das 3-D-Druckverfahren in der Kernfertigung.

…mehr
Fördertöpfe für Wendelförderer

Additives 3D-Verfahren für FördertöpfeEin Topf wie der andere

Zur Herstellung der neuen Generation von Fördertöpfen für Wendelförderer setzt Rüfenacht auf das additive 3D-Verfahren. Diese Technologie bietet eine größere Gestaltungsfreiheit, denn nahezu alle Geometrien sind realisierbar.

…mehr
Vom 3D-Drucker auf die Radbahn

3D-Druck macht Olympia-Räder schnellerEntscheidende Gewichtsvorteile für Rio

Beim anstrengenden Weg aufs Siegerpodest bei den Olympischen Spielen zählt bei den Radsportlern jedes Gramm. Denn je weniger Masse bewegt werden muss, desto höher die Beschleunigung. Eine wichtige Gewichtseinsparung an den Hightech-Rädern für die diesjährigen Wettkämpfe in Rio de Janeiro kommt aus den Druckern des Reutlinger Unternehmens 3D-Laserdruck.

…mehr
fischertechnik 3D-Drucker Vater Sohn

Wenn Sie im Urlaub noch nichts vorhaben3D-Druck aus dem Baukasten

Nach dem Prinzip „Build, plug and print“ hat fischertechnik den weltweit ersten 3D-Drucker aus einem Baukastensystem entwickelt.

…mehr
Anzeige
Anzeige

Neue Stellenanzeigen