Industrieanzeiger 02.2019

technik & wissen
Kjellberg Finsterwald realisiert flexiblen 3D-Metalldruck
Wer schweißt, kann
auch 3D-drucken
3D-Metalldruck | Wer mit dem Laser schweißt, kann
auch 3D-drucken: Dies dachten sich wohl die
Ingenieure bei Kjellberg und stellten nach vierjähriger
Entwicklungsarbeit einen wandelbaren Laserkopf vor,
der es in sich hat.
❧ Olaf Stauß
diodenlaser.“ Der Laserkopf enthält Strahlerzeugung
und Optik des Diodenlasers. Er ist kompakt und mobil.
Aus dieser Bauweise leiten sich eine Reihe weiterer
Vorteile ab, die Schnick auf der Messe einen nach dem
anderen auflistete.
Der erste ist die Flexibilität. „Sie können den
Bearbeitungskopf an Roboter anflanschen, auch auf
Baustellen vor Ort.“ Weiter könne der Anwender über
die Art des aufgetragenen Werkstoffes mit großer
Freiheit entscheiden und diesen innerhalb von wenigen
Sekunden wechseln. Nutzt er Pulverwerkstoffe, bekomme
er einen sehr robusten Prozess, Draht hingegen biete
hohe Präzision.
Der zweite Vorzug: Das System kann auf konventionell
hergestellte Teile mit beliebig großer Geometrie
additiv aufbauen. Der Anwender ist in der Werkstoffwahl
flexibel – selbst ein Werkstoffmix sei möglich.
Durch Heißdrahttechnologie könne die Produktivität
des Lasers teils sogar verdoppelt werden. Kjellberg
nennt Auftragsraten von 1 kg/h bei gleichbleibend
filigranen Strukturen von 1 bis 2 mm.
Der Direktdiodenlaser-
Bearbeitungskopf
ProFocus kann Reparaturschweißungen
vor -
nehmen und auch auf
konventionellen Bau -
teilen additiv aufbauen
oder 3D-drucken.
Bild: Kjellberg
Die Euroblech in Hannover war der erste Wink an die
Fachwelt, dass Kjellberg eine vielversprechende neue
additive Fertigungstechnologie zu bieten hat – sowohl
für das Laserauftragsschweißen als auch den 3D-Druck:
den Bearbeitungskopf ProFocus. Er operiert mit sechs
Einzelstrahlen, die konzentrisch um eine Achse angeordnet
sind. Zusammen liefern sie 1 kW Laserleistung.
Das Material wird in der Mittelachse zugeführt – entweder
als Pulver oder als Drahtwerkstoff, nach Belieben
auswechselbar.
Entwickelt wurde diese Innovation bei der Oscar
PLT GmbH, der Forschungsgesellschaft der Kjellberg-
Stiftung. Die wichtigste Besonderheit sieht Managing
Director Dr. Michael Schnick in der Bauweise: „Anders
als bei anderen Lösungen koppeln wir das Laserlicht
nicht über Faserleitungen ein. Wir müssen nur Medienleitungen
anschließen, keine Laserleitungen. Möglich
wird dies durch unser Patent auf einen kurzen Direkt-
3D-Druckkopf hat sich bereits bei
Turbinenschaufeln bewährt
Vorzug Nummer drei ist laut Dr. Schnick die hohe
Qualität, die das Verfahren bietet. „Mit unserem Donat
aus Laserstrahlen rund um den mittigen Materialstrom
lässt sich die Energie sehr genau dosieren.“ Die gute
Schutzgasabdeckung, die die Konstruktion möglich
mache, erlaube es zudem, „sehr nahe heranzugehen“
und das Material sehr präzise aufzutragen.
Nach vierjähriger Entwicklungsarbeit kann
Managing Director Schnick bereits über erste Erfolge
bei Pilotprojekten berichten, etwa in der Reparatur von
Kraftwerksteilen. „Unter Zeitdruck haben wir Problemstellungen
mit hoher Anforderungen gelöst.“ Dazu
zählten Reparaturschweißungen von Laufrädern und
das Aufarbeiten von Bauteilen wie Schaufeln und Häckselwerkzeugen.
Die Messepräsentation im Oktober 2018 setzte für
Kjellberg den Startschuss zur Vermarktung der neuen
Technologie. Optionale Anwendungsfelder sind das
3D-Drucken von Teilen, aber auch Auftrags- und
Reparaturschweißungen. Dr. Schnick setzt dabei auf
Partnerschaften mit Kunden. „Unsere Kompetenz ist
der Laserkopf. Beim Drumherum wie der Kinematik
oder der Robotertechnik unterstützen wir gerne,
müssen es aber nicht selbst machen.“ •
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