Industrie

Prozesskette für den industriellen 3D-Druck

Der 3-D-Druck revolutioniert nicht nur Design, Architektur und Flugzeugbau, sondern auch die Medizintechnik und den Maschinenbau. Der Lasersystemhersteller TRUMPF hat seine neuen 3-D-Drucker TruPrint 3000 und TruPrint 5000 vorgestellt. Die neuen Anlagen zielen auf die Serienproduktion von komplexen metallischen Bauteilen ab.

DER LASERHERSTELLER TRUMPF baut sein Produkt- und Technologieportfolio in der additiven Fertigung von Metallteilen weiter aus. Auf der Fachmesse Formnext hat das Unternehmen neue 3D-Drucker und Komplettlösungen für eine durchgängige industrielle Fertigung mit additiven Technologien vorgestellt. Die Mittelformatsmaschinen TruPrint 3000 und TruPrint 5000 von TRUMPF basieren auf der Fertigungstechnologie Laser Metal Fusion (LMF) und generieren den Angaben zufolge komplette Bauteile per Laser Schicht für Schicht im Pulverbett. Die Bauteile könnten eine Größe von bis zu 300 Millimeter Durchmesser und 400 Millimeter Höhe haben. Mit ihrem Wechselzylinderprinzip, das einen schnellen Wechsel der Bau- und Vorratszylinder ermögliche, und der industrietauglichen Peripherie, zielen die neuen Anlagen auf die Serienproduktion von komplexen metallischen Bauteilen ab. TRUMPF will mit der TruPrint 3000 aber auch die komplette Prozesskette der additiven Fertigung in den Fokus rücken.

Datenvorbereitung für das 3D-Konstruktions- und Fertigungsprogramm

Zu Beginn der Prozesskette stehe die Datenvorbereitung für das 3D-Konstruktions- und Fertigungsprogramm. TRUMPF biete hierfür mit dem Softwarepaket TruTops Print mit NX eine durchgängige Softwarelösung mit einheitlicher Benutzeroberfläche ohne Systembrüche an. Von der Pulverzufuhr, die den großen internen Pulverspeicher füllt, über die additive Fertigungstechnologie selbst, bis hin zu den nachgelagerten Arbeitsschritten wie dem Entpacken und Reinigen des frisch generierten Bauteils, decke TRUMPF auch alle weiteren Bereiche mit industriereifen Lösungen ab.

Der Laserpionier adressiert auch beim Additive Manufacturing das Thema Industrie 4.0, um Geschäftsprozesse ganzheitlich zu optimieren. So lassen sich den Angaben zufolge beispielsweise unterschiedlichste Zustandsparameter während des Fertigungsprozesses über verschiedene Monitoring-Lösungen überwachen, analysieren und mobil bedienen. Die Lösungswelt für Industrie 4.0 bei TRUMPF sei TruConnect. Sie stehe für die vernetzte Fertigung, die Maschinen, Menschen und Informationen miteinander verbindet.

Hohe Produktivität dank niedriger Stillstands- und Nebenzeiten

TruPrint 3000 und TruPrint 5000 sollen die Serienproduktion von komplexen metallischen Bauteilen ermöglichen. Foto: TRUMPF

Mit den beiden Anlagen TruPrint 3000 und TruPrint 5000 lassen sich laut Trumpf komplexe, metallische Bauteile aus Pulver generieren. Hierfür kommen je nach Bauteil alle schweißbaren Werkstoffe wie beispielsweise Stähle, Nickelbasislegierungen, Titan oder Aluminium als Pulver in Frage. Da die TruPrint 3000 mit zwei Vorratszylindern ausgestattet sei, stünden für jeden Baujob bis zu 75 Liter Pulver zur Verfügung – das sei etwa zweieinhalbmal so viel Pulvervorrat wie das Bauvolumen selbst. Wenn das Pulver einmal knapp werden sollte, greift das Wechselzylinderprinzip: Die TruPrint 3000 sei so ausgelegt, dass sich Vorrats- und Überlaufzylinder während des Fertigungsprozesses austauschen lassen. Das senke Stillstands- und Nebenzeiten und erhöhe gleichzeitig die Produktivität des 3D-Druckers.

 

Externes Entpacken führt zu einer hohen Maschinenverfügbarkeit

Entscheidend für einen industriereifen Serienfertigungsprozess sind nach Einschätzung von Trumpf auch die Peripherie der Anlage und das Pulvermanagement. Die automatisierte TRUMPF Siebstation reinige mehrere Hundert Kilogramm Pulver pro Stunde und sichere so eine gleichbleibende Qualität des Pulvers.
Nachdem der Aufbauprozess abgeschlossen ist, gelte es das generierte Bauteil aus der Maschine zu holen, zu reinigen und von der Substratplatte zu lösen. Hierfür hat TRUMPF eine Entpackstation im Programm. Diese sei in die Prozesskette integriert; der abgedeckte Bauzylinder lasse sich direkt in die Station fahren. Vorteil dabei sei, dass das externe Entpacken zu einer hohen Maschinenverfügbarkeit führe. Dank Schutzhandschuhen und Sichtschutz komme der Anwender beim Entpacken und Reinigen nicht mit dem Pulver in Berührung. Das überschüssige Material landet am Ende wieder in der Siebstation. Dadurch sei ein sicherer und geschlossener Pulverkreislauf gewährleistet.

Neues Maschinenkonzept soll Produktivität erhöhen

TRUMPF arbeitet bereits an der nächsten Generation von 3D-Druckern. Der TruPrint 5000 basiere auf dem Multilaserprinzip und sei mit drei 500 Watt starken TRUMPF Lasern ausgestattet, die gleichzeitig überall in der Prozesskammer arbeiten und so schneller und effizienter Bauteile im Bauzylinder generieren könnten. Unabhängig von Anzahl und Geometrie der Bauteile könnten alle drei Laser gleichzeitig im gesamten Bauraum belichten und seien nicht auf definierte Bereiche begrenzt, was zu hohen Aufbauraten führt. Intelligente Belichtungsstrategien ermitteln den Angaben zufolge automatisch die idealen Laserbahnen, so dass alle drei Laser immer teileübergreifend belichten. Zudem lassen sich die Laser laut dem Hersteller flexibel den zu generierenden Bauteilen zuordnen. Vorteil hierbei sei: Es entstehen keine Nahtstellen an den Bauteilen, da die Außenkonturen nahtlos mit nur einem Laser erstellt werden könnten. Mit ihrer integrierten Vorheizung von bis zu 500 Grad Celsius biete die TruPrint 5000 zudem eine hohe Bauteilqualität und werde den hohen Produktionsanforderungen für die industrielle Serienfertigung gerecht.
Den geplanten Marktstart der Multilaser-Anlage gibt TRUMPF mit Ende 2017 an. hei


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