Additive Fertigung

Andreas Mühlbauer,

Neues im 3D-Druck

Im Rahmen der Formnext Connect hat Trumpf neue Lösungen für Geschwindigkeit, Automatisierung und neue Materialien im 3D-Druck vorgestellt.

Mit einer neuen Düsentechnologie erreicht Trumpf eine doppelt so hohe Prozessgeschwindigkeit beim Laserauftragschweißen. © Trumpf

Trumpf erhöht den Automatisierungsgrad und die Prozessgeschwindigkeit seiner additiven Fertigungstechnologien und sorgt mit dem „grünen Laser“ für neue Anwendungen beim Drucken von Reinkupfer und Edelmetallen. Klaus Parey, als Geschäftsführer verantwortlich für Additive Manufacturing bei Trumpf, sagt: „Der Markt für additive Technologien bleibt für Trumpf weiterhin sehr attraktiv. Insbesondere unsere TruPrint 1000 mit grüner Laserstrahlquelle bekommt große Aufmerksamkeit in der industriellen Anwendung. Um Reinkupfer und Edelmetalle zu schmelzen, ist kurzwelliges, grünes Laserlicht die beste Wahl.“

Bremsscheiben, Hydraulik- oder Dichtungszylinder sind Bauteile, die häufig mit einem Korrosions- oder Verschleißschutz versehen werden. Diese metallische Beschichtung gelingt per Laserauftragschweißen. Das auch Laser Metal Deposition (LMD) liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse und stellt nahezu riss- und porenfreie Schichten her. Die sogenannte Flächenrate, also die Geschwindigkeit der Beschichtung, liegt beim Standard-LMD-Verfahren typischerweise zwischen 10 und 50 cm2/min. Die auch als EHLA bekannte Highspeed-Variante der LMD erreicht im industriellen Umfeld zwischen 250 und 500 cm2/min. Mit einer neuen Düsentechnologie hat Trumpf die Flächenrate auf deutlich über 600 cm2/min erhöht. Je nach Anwendung sind sogar Geschwindigkeiten bis zu 1.000 cm2/min möglich. Dies gelingt mit mehr Pulver, mehr Laserleistung und einem industrietauglichen Düsendesign. Denn um eine höhere Flächenauftragsrate zu erzielen, benötigt man zum einen mehr Pulver, das schnell genug aufgeschmolzen werden muss. Deswegen sind Laserleistungen von bis zu 8 kW notwendig. Dazu bedarf es einer robusten, gut gekühlten Düse. Dieses Zusammenspiel vereint die neue Düsentechnologie, die insbesondere bei rotationssymetrischen Bauteilen deutlich höhere Flächenraten als bisher ermöglicht.

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Neue Entpulverstation erhöht Reinheitsgrad

Um die Produktivität weiter zu erhöhen, optimiert Trumpf die vor- und nachgelagerten Arbeitsschritte in der gesamten Prozesskette. Auf der Formnext präsentierte das Unternehmen für das pulverbettbasierte Produktionsverfahren Laser Metal Fusion (LMF) eine neue Entpulverstation. Sie vereint zwei Prozessschritte in einer Anlage: das Entpacken und das Entpulvern der gedruckten Metallbauteile. Was bisher ein Maschinenbediener manuell mit Hilfe von Absaugdüsen und Bürsten erledigt, gelingt mit der neuen Entpulverstation gerade bei komplexen Bauteilen einfacher und teilweise automatisch. Die Anlage dreht das fertig gedruckte Bauteil auf den Kopf und vibriert bei Bedarf, bis das Bauteil nahezu vollständig vom Restpulver befreit ist. Somit führt der neue Entpulver-Prozess zu einem höheren Reinigungsgrad der Bauteile. Der Maschinenbediener ist vor gesundheitsgefährdenden Stäuben geschützt, da das Bauteil in der mit Schutzgas gefluteten Kammer verbleibt, bis es vom Restpulver befreit ist.

Vor zwei Jahren hat Trumpf auf der Formnext demonstriert, wie sich mit Hilfe eines Scheibenlasers mit grüner Wellenlänge Reinkupfer und Edelmetalle drucken lassen. Denn Kupfer und Gold etwa reflektieren die bei herkömmlichen 3D-Druckern eingesetzte Infrarot-Wellenlänge stark, sodass der Schmelzprozess nicht möglich ist. Mit kurzwelligerem grünem Laserlicht gelingt der 3D-Druck von Reinkupfer und Edelmetallen. Die TruPrint 1000 Green Edition ist mittlerweile im Markt etabliert. So produziert beispielsweise Toolcraft damit Bauteile für unterschiedliche Branchen, und das Unternehmen C. Hafner baut damit Uhrengehäuse aus Rotgold und Platin. Auch am Fraunhofer IWS laufen die „grünen Drucker“ auf Hochtouren.

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