1-2016

Produktion
Bild 4: Handling-Module können eine zentrale Metallpulver-
Aufbereitungsstation bilden
koppelung von „Pre Production“,
„Production“ und „Postprocessing“
gekennzeichnet. Dies beinhaltet
unter anderem eine flexible
Maschinenbeschickung sowie eine
räumliche Trennung der Auf- und
Abrüstvorgänge. Zielsetzung war
es dabei, die Prozesskomponenten
durch Schnittstellen gezielter
abzustimmen und die Flexibilität
der Prozessgestaltung zu einem
ganzheitlichen Ansatz zu erhöhen.
Möglich wird dies durch
einen konsequenten modularen
Aufbau von „Handling-Stationen“
und „Bau- bzw. Prozess-Einheiten“
der hinsichtlich Kombination und
Vernetzung deutlich mehr Flexibilität
und Verfügbarkeiten verspricht.
Auch wird es möglich
sein, die gegebene Materialvielfalt
durch eine gezielte Kombination
dieser Module besser, und letztendlich
wirtschaftlicher zu handhaben.
So kann der Anlagennutzer
zukünftig mithilfe der Module
sehr genau die Produktionsaufgabe
hinsichtlich Bauteilgeometrie
oder Material „maßschneidern“.
Alles in allem werden Effizienz und
Verfügbarkeit des Produktionssystems
deutlich erhöht, bei signifikanter
Reduktion des Flächenbedarfs.
Simulierte Produktionsszenarien
haben gezeigt, dass dieser
um bis zu 85% im Vergleich zu
bestehenden Möglichkeiten reduziert
werden kann. Darüber hinaus
wird die Laserleistung/m 2 um den
Faktor sieben gesteigert. Dr. Florian
Bechmann: „Die Aufbaugeschwindigkeiten
haben durch die
Multilasertechnik enorm zugenommen.
Auch die Bauraumgrößen
haben beachtliche Zuwächse
erfahren. Nun wollen wir durch ein
integriertes Anlagenkonzept die
Möglichkeiten aufzeigen, wie die
Ansätze der „Industrie 4.0“ das
meditronic-journal 1/2016
Additive Manufacturing als Fertigungsstrategie
der Zukunft verändern
können. Dort warten zahlreiche
Potenziale für ein Plus an
industrieller Wertschöpfung und
Serientauglichkeit.“
Lösungen aus dem
Werksbaukasten – die
modulare Prozessstation
Die gezeigte Prozessstation
verfügt über einen Bauraum von
400 x 400 x >400 mm, Laserquellen,
Prozessgasmanagement und
Filtertechnik sind im Modul integriert,
die Schichtstärken liegen
im gewohnten Bereich. Zudem
verfügt die Anlagenlösung über
einen variablen Fokusdurchmesser
und wird wahlweise mit 1-,
2- oder 4-Laser-Optik mit unterschiedlicher
Laserleistung von 400
- 1.000 W verfügbar sein. Eine
gegebene Redundanz der Laser
sorgt dafür, dass bei Ausfall eines
Lasers die verbleibenden drei
Laser immer noch die gesamte
Bauplatte abdecken – der Baujob
kann trotzdem fertiggestellt
werden. Dr. Florian Bechmann:
„Immer mehr Laserquellen erhöhen
nur bedingt die zu erwartenden
Geschwindigkeiten. Sie erhöhen
aber letztlich auch die Komplexität
und Abhängigkeiten, was zu
Anfälligkeit führen kann, und somit
den gewünschten positiven Effekt
ins Negative umschlagen lässt.“
Lösungen aus dem
Werksbaukasten
– die modulare
Handling-Station
Die neue Handling-Station verfügt
über eine integrierte Siebstation
und Pulver-Management. Es
werden nun keine Container für
den Transport zwischen Maschine
und Siebstation benötigt. Entpacken,
Vorbereitungen für den
nächsten Baujob sowie Sieben
finden somit in einem geschlossenen
System statt, ohne das der
Bediener in Kontakt mit dem Pulver
gerät. Der Reiz einer modularen
Handling-Station liegt aber
auch in den spezifischen Konfigurationen:
Eine Handling-Station
kann mit zwei Prozess-Stationen
zu einer „Fertigungszelle“ verbunden
werden. Auch ermöglicht der
Werksbaukasten mehrere Handling-Stationen
zu einer Materialaufbereitungsanlage
zusammenzufügen
und räumlich von den Prozess-Stationen
zu trennen.
Kombinationen von
Modulen aus dem
Werksbaukasten
Drei Modultypen kennt der neue
Werksbaukasten: Prozessmodul,
Dosier-Modul und „Over flow“-
Modul, welche in unterschiedlichen
Höhen angeboten werden sollen.
Bemerkenswert ist die direkte
Verknüpfung dieser Module ohne
Rohre oder Schläuche sowie
deren Identifikation über RFID-
Interfaces. Entsprechend ergibt
sich ein sicherer Materialstrom
bei hohen Materialdurchsätzen
bei gleichzeitiger Flexibilität wenn
es gilt, unterschiedliche Materialtypen
dem Bauprozess zuzuführen
und zu verarbeiten. „Zukünftig“,
so Dr. Florian Bechmann, „denken
wir an weitgehend automatisierte
AM-Fabriken. Den Transport
von Material oder ganzen
Modulen kann man sich wie fahrerlose
Transportsysteme vorstellen.
Das könnte dann der nächste
Schritt der Weiterentwicklung sein.
Die AM-Fertigung kann maximal
automatisiert werden.“
Neuartiger 2-Achsen
Beschichtungsprozess
Das neue Anlagenkonzept verfügt
über ein neuartiges 2-Achsen
Beschichtungssystem welches
es erlaubt, die Rückfahrt des
Beschichters parallel zur Belichtung
durchzuführen. Dies führt zu
einer wesentlichen Zeitersparnis
beim Beschichtungsprozess.
Die Beschichterklingen, wahlweise
aus Gummi, Stahl oder
Carbon, können während des
Baujobs automatisch gewechselt
werden. Dies führt zu mehreren
Vorteilen so Dr. Florian
Bechmann: „Ein automatisiertes
Werkzeugwechselsystem, wie in
der CNC-Maschinentechnik, verspricht
hohe Flexibilität, Zeitvorteile
beim Rüsten der Maschine
und reduziert den manuellen Eingriff
des Bedieners. Wir sprechen
hier bewusst von einer „robusten
Produktion“.“
Concept Laser GmbH
www.concept-laser.de
Bild 5: Verkettung der „AM Factory of Tomorrow“: Die
AM-Fabrik der Zukunft soll ein flexibel erweiterbares,
hochgradig automatisiertes und zentral steuerbares Meta-
Produktionssystem sein, welches sich maximal an den
Produktionsaufgaben ausrichtet
Alle Bilder: Concept Laser GmbH
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