Metall-3D-Druck von Pulver bis Qualität

Materialanbieter Sandvik zeigt auf der Formnext neue Metallpulver seiner Osprey-Familie. Zum Beispiel ist das Kupferpulver sowohl in feinen als auch in mittelgroßen Partikelgrößen erhältlich. Es ist für eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit optimiert, was zu einer besseren Wärmeübertragung und Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) führt. Oder die schon länger erhältlichen martensitaushärtenden Stähle, die nun auch kobaltfrei erhältlich sind . Das bringt erhebliche Vorteile für Nachhaltigkeit und Versand mit sich. Dann wäre da noch Osprey 2507, ein hochfestes, korrosionsbeständiges Superduplex-Metallpulver, das auf AM (additive manufacturing) zugeschnitten ist und im eigenen Haus nach den höchsten internationalen Standards hergestellt wird.

Die Osprey-Titanpulver von Sandvik werden in hochautomatisierten Anlagen hergestellt, deren Qualitätsmanagementsysteme unter anderem nach AS9100-D und ISO 13485:2016 zertifiziert sind. Da Sandvik die gesamte Prozesskette vom Rohmaterial über das Metallpulver bis hin zum fertigen Bauteil selbst verwaltet, kann das Unternehmen ein einzigartiges Maß an Rückverfolgbarkeit bieten.

Dieses Jahr stellt Sandvik auch 3D-gedruckte Hartmetalle vor. Anders Ohlsson, Produktmanager bei Sandvik Additive Manufacturing, sagt dazu: „Wir haben sowohl ein Hartmetallpulver als auch ein eigenes Verfahren entwickelt, die wirklich einzigartig sind. Unsere Pulver sind optimiert, um Komponenten zu drucken, die gut aussehen, gut funktionieren und für den Einsatz in realen Anwendungen, anspruchsvollen Umgebungen und der Serienproduktion geeignet sind.“ Diese Hartmetallen sollen die Lebensdauer der Komponenten um das 20-fache erhöhen (verglichen mit Komponenten aus anderen Stählen oder Legierungen).

Zur Formnext zeigt Wibu-Systems zwei Erfolgsgeschichten, in denen die Schutz- und Lizenzierungstechnik Code-Meter beim Aufbau neuer Geschäftsmodelle im Bereich der additiven Fertigung dient. Omniplus ist der Service von Daimler Buses für die Busunternehmen und Servicepartnern der Marken Mercedes-Benz und Setra. Um seinen Kunden schnell und agil Ersatzteile und Dienstleistungen zu bieten, hat Daimler Buses den Schritt der Digitalisierung getan und bietet eine wachsende Anzahl von Ersatzteilen und Komponenten als 3D-druckbare Dateien in seinem neuen 3D-Druck-Shop an. Die Kunden benötigen einen zertifizierten Drucker von Farsoon und die notwendigen Lizenzen, die über Code-Meter bereitgestellt werden. Beim Kauf der Dateien werden zwei Lizenzen über Code-Meter erzeugt: Die Kunden erhalten eine Vorbereiterlizenz zur Druckvorbereitung und eine Drucklizenz für die Anzahl der zu druckenden Objekte.

Darüber hinaus steht das Projekt Pro-Cloud-3D bei Wibu-Systems im Mittelpunkt. Dies ist ein deutsch-chinesisches Gemeinschaftsprojekt, in dem hochkarätige Unternehmen und Forschungseinrichtungen gemeinsam an einer Modellplattform für Additive-Manufacturing-as-a-Service arbeiten. Hochautomatisiert, benutzerfreundlich und vor allem sicher durch CodeMeter von Wibu-Systems soll die Pro-Cloud-3D-Plattform einen Vorgeschmack darauf bieten, was die Zukunft für eine flexiblere, reaktionsschnellere und verantwortungsvollere Fertigungsindustrie in den kommenden Jahren bereithält.

Der Sondermaschinenbauer Metrom stellt auf der Formnext eine mobile Reperaturfabrik vor. Untergebracht in einem oder zwei speziell angepassten 20-Fuß-Containern ermöglicht sie eine additive und subtraktive Bearbeitung von Bauteilen. Sie wurde gemeinsam mit der Brandenburg Technischen Universität Cottbus (BTU) entwickelt.

Herzstück ist eine Maschine von Metrom, die sowohl im als auch außerhalb des Containers genutzt nutzbar ist. Sie basiert auf dem Konzept der Parallelkinematik und einer patentierten fünfachsigen Pentapod-Konstruktion. „Im Vergleich zu konventionellen Werkzeugmaschinen haben wir das Bearbeitungsprinzip quasi umgedreht“, erläutert Marcus Witt, CTO bei Metrom. Denn hier bewegt sich die Spindel so um das Bauteil, „dass damit eine fünfachsige und hochdynamische Fertigung möglich ist.“ Dies erlaube eine deutlich höhere Flexibilität und Präzision. Durch der Ikosaeder-Konstruktion (Ikoseander ist ein 20-seitiger Würfel) zeichne sich die Metrom-Anlage zudem durch eine hohe Steifigkeit aus, die im Vergleich zum Roboter 50-fach höher sei. Als additives Verfahren nutzt die Metrom -Maschine das Direct Energy Deposition (DED). Für die Nachbearbeitung des metallischen Bauteiles erfolgt die anschließende Fräsarbeit in der gleichen Anlage und derselben Aufspannung.

EOS hat mit Zeiss an einer die Analyse des Pulverbettes während und nach dem Druckprozess gearbeitet. Der Zeiss AM in-process bietet eine schnelle Defekterkennung und -klassifizierung mit einer ultrahohen Auflösung pro Pixel. Durch die Kombination von vier Beleuchtungsrichtungen wird laut Zeiss eine zuverlässige Erkennung von Irregularitäten im Pulverbett, auch bei stark reflektierenden Materialien, gewährleistet.

Die Klassifizierung der Probleme ermöglicht es, sowohl präventive als auch korrektive Maßnahmen für bestimmte Pulverbettdefekte durchzuführen. Dadurch können fehlerhafte Druckaufträge frühzeitig gestoppt werden, um produktive Maschinenlaufzeit zu sparen und eine bessere Werkstoffnutzung zu ermöglichen. Unter anderem kann fehlendes Pulver auf der Bauplattform durch eine Kommunikationsschnittelle behoben werden, die eine Nachbeschichtung ermöglicht.

Die Technik wird sowohl für bereits installierte als auch neue EOS M 290 Drucker verfügbar sein. Für unterschiedliche Werkstoffe und Geometrien ist keine Parametrisierung erforderlich und der Gasfluss wird nicht beeinflusst.