Additive Manufacturing revolutioniert die Metallbearbeitung

Wenn es noch Fragen gab, ob die additive Fertigung im Metallbereich den Sprung in die industrielle Umsetzung schaffen würde, sind spätestens zur Formnext im November 2017 letzte Zweifel ausgeräumt worden. Die Zukunft ist in greifbare Nähe gerückt – auch dank DMG MORI!

Diverse Anbieter zeigten zur Messe in Frankfurt neue Maschinen und Konzepte, aber insbesondere zukunftsweisende Maschinen und Exponate für die Fertigung von morgen. Was beim Rundgang durch die Messehalle ebenfalls deutlich geworden ist: Als einer der wenigen Hersteller präsentierte DMG MORI den Fachbesuchern eine große Bandbreite an Möglichkeiten für den weiteren Ausbau der additiven Fertigung.

So zeigte man, als additiver Wegbereiter, Unternehmen an durchgängigen Prozessketten seine Verfahrenskompetenz sowohl für das Pulverbettverfahren als auch im Bereich der Pulverdüse-Technologie. Ausgangspunkt der additiven Revolution ist feinstes Pulver des Werkstoffs in Korngrößen von wenigen µm Durchmesser. 

Additive Manufacturing made by DMG MORI 

Anlagenseitig bietet DMG MORI seinen Kunden die zwei derzeit bedeutendsten Verfahren der additiven Fertigung von Metallbauteilen aus einer Hand an, differenziert in drei durchgängige Prozessketten aus Maschinentechnologie und Software – jeweils für Pulverbett und Pulverdüse.

Steuerung - Workflow SLM-Technologie – Verlauf der Digitalisierung

LASERTEC 3D hybrid: Fertigteilqualität in einer Aufspannung

Mit der Kombination aus Laserauftragsschweißen und spanender Bearbeitung auf den Maschinen der LASERTEC 3D hybrid Baureihe ist DMG MORI seit über vier Jahren erfolgreich am Markt. Das Konzept kommt sowohl in der LASERTEC 65 3D hybrid mit zusätzlicher 5-Achs-Fräsperfomance zur Anwendung, als auch für die der LASERTEC 4300 3D hybrid. Sie vereint Laserauftragsschweißen und die 6-achsige Dreh-Fräsbearbeitung. Beide Maschinen sind auf die Herstellung vergleichsweise großer Bauteile wie komplexe Turbinenkomponenten ausgelegt.

Additive Teamplayer für die Fertigungsindustrie

Über die LASERTEC 3D hybrid Maschinen hinaus hat sich DMG MORI inzwischen sein Portfolio einzigartig komplettiert und damit zu einem Full-Liner in der additiven Fertigung entwickelt. Während die LASERTEC 65 3D für das reine Laserauftragsschweißen grö- ßerer Bauteile konzipiert worden ist, erweitert die LASERTEC SLM Baureihe das Sortiment um das Pulverbettverfahren mittels selektiven Laserschmelzens. Als additive Teamplayer eröffnen die beiden Neuentwicklungen zusammen mit Hightech-Maschinen aus dem spanenden Portfolio von DMG MORI eine Vielzahl an Optionen für die industrielle Komplettbearbeitung. 

LASERTEC SLM: Revolutionärer Schichtarbeiter

Besonders im Fokus stehen aktuell die LASERTEC SLM Maschinen. Bei deren Pulverbettverfahren wird eine dünne Pulverschicht auf einer absenkbaren Plattform aufgebracht. Anschließend schmilzt ein kontinuierlicher Laserstrahl das aufgetragene Pulver an den programmierten Positionen auf. Dies geschieht in einer Taktrate von 10µs.

Sind alle Positionen einer Schicht abgearbeitet, senkt sich die Plattform entsprechend der gewünschten Schichtdicke (zwischen 20 und 100µm). Der Prozess wiederholt sich, bis das Bauteil komplett aufgebaut ist. Während das fertige Werkstück schließlich aus dem Pulverbett „befreit“ wird, fällt das überschüssige Pulver über ein Siebgitter zur Wiederverwendung in einen Sammelbehälter.

SLM Prinzip - Funktionsprinzip Pulverbett

300 ×300 ×300mm Raum für unbegrenzte Möglichkeiten: Die LASERTEC 30 SLM produziert aus Pulver beliebige Werkstückformen aus unterschiedlichsten Werkstoffen

1. Schutzgas (Argon) 
2. Beschichter 
3. Pulverbehälter
4. Absenkbare Arbeitsplattform 
5. SLM-Bauteil 
6. Pulverbett 
7. Laserstrahl

Ganzheitliche Softwarelösung für das Pulverbettverfahren 

Mit CELOS SLM bietet DMG MORI darüber hinaus eine durchgängige Softwarelösung für die CAM-Programmierung und Maschinensteuerung aus einer Hand und mit einheitlicher Bedienoberfläche. Durch die abgestimmte und einheitliche Bedienoberfläche lassen sich Bauteile – ohne Rücksichtnahme auf deren Komplexität – mit einem minimalen Zeitaufwand programmieren und die Daten sofort auf die Maschine übernehmen. Kleinere Anpassungen können ohne Rückschritt im gleichen Bedienkomfort auch auf der Maschinensteuerung vorgenommen werden.

Auf Steuerungsebene überzeugt CELOS SLM mit einer angepassten Belichtungsstrategie, die automatisch vor dem Prozessstart generiert wird. Sie bewirkt, dass der Energieeintrag in das Bauteil während des gesamten Aufbauprozesses in Taktraten von ca. 20µs so exakt zu steuern ist, dass kein Energieüberschuss entsteht. Alle prozessrelevanten Parameter, wie Scangeschwindigkeit, Laserleistung und Fokusdurchmesser fließen dabei in die Programmierung ein. Verformungen und Stressgenerierung im Material werden dadurch vermieden und selbst dünne waagerechte oder senkrechte Wände prozesssicher hergestellt.

Schnellwechselmodul für den Pulverwechsel 

Für Flexibilität in der Auftragsplanung und hohe Nutzungsquoten der LASERTEC SLM Anlagen sorgt ein neues Pulvermodul. Nach dem An- und Abdocken des Pulvermoduls muss bei einem Materialwechsel jetzt nur noch der Arbeitsraum sorgfältig gereinigt werden, um einen Eintrag von „Fremdmaterial“ in den geschlossenen Pulverkreislauf zu vermeiden. Das wiederum verkürzt die Wechselzeit zwischen zwei Pulvern von zuvor rund 1,5 Tagen auf heute lediglich noch ca. 2 Stunden. Somit wird eine wirtschaftliche Bearbeitung unterschiedlicher Werkstoffanforderungen möglich.

Pulvermodul - Wechsel zwischen Materialien ohne Kontaminierung in weniger als 2 Stunden 

Innovatives Pulverhandlingssystem für einen Werkstoffwechsel innerhalb von weniger als zwei Stunden:

1. Säuberung des Bauraums, um einen Fremdmaterialeintrag zu vermeiden
2. Einschieben und Andocken des neuen Pulvermoduls 
3. Starten der LASERTEC 30 SLM