additive 1.2019
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Promotion<br />
mav Innovationsforum 2019<br />
▶<br />
METALL-LASERSINTERN: KOMPLEXE GEOMETRIEN UND GERINGES GEWICHT<br />
Fertigungsgerechte Teile -<br />
konstruktion im Metall-3D-Druck<br />
Der Metall-3D-Druck boomt, denn mit diesem Verfahren werden<br />
Metallteile schnell und kostengünstig innerhalb kurzer Zeit produziert.<br />
Durch die besonderen Vorteile von DMLS lassen sich hochkomplexe<br />
Geometrien mit einem cleveren und durchdachten Design<br />
realisieren. Doch was genau muss beachtet werden? Wo liegen die<br />
Grenzen? Und wie muss das Design der Teile aussehen?<br />
Der Metall-<br />
3D-Druck ist<br />
das führende <strong>additive</strong><br />
Verfahren<br />
zur Herstellung<br />
von Prototypen<br />
aus Metall.<br />
Bild: Protolabs<br />
haben die Bauteile darüber hinaus<br />
weniger Gewicht; dies ist besonders<br />
für Leichtbauanwendungen<br />
interessant. Zudem lassen sich die<br />
Gesamtkosten drastisch reduzieren,<br />
denn Werkzeug- und Programmkosten<br />
fallen bei der Fertigung<br />
mit DMLS weg.<br />
DMLS-Prozess<br />
Der Autor<br />
Christoph Erhardt,<br />
Manager Additive<br />
Manufacturing<br />
Metal,<br />
Proto Labs GmbH.<br />
Das <strong>additive</strong> Metall-Lasersintern<br />
(DMLS, Direct Metal Laser Sintering)<br />
ist das führende <strong>additive</strong> Verfahren<br />
zur Herstellung von Prototypen<br />
aus Metall und eignet sich<br />
besonders für den Einsatz mit Metallen<br />
wie Inconel, Aluminium, Titan<br />
und Edelstahl. Es ermöglicht<br />
eine schnelle und kostengünstige<br />
Herstellung voll funktionsfähiger<br />
Prototypen und Produktionsteile<br />
aus Metall innerhalb von wenigen<br />
Tagen.<br />
Typische Anwendungsfälle sind<br />
beispielsweise Sonderanfertigungen<br />
wie medizinische Implantate<br />
oder Sonderlösungen im Maschinenbau,<br />
die Prototypenherstellung<br />
von Blechteilen, Gehäusen oder<br />
Vorrichtungen sowie die Fertigung<br />
von Ersatzteilen, wenn Werkzeuge<br />
oder Daten von veralteten Bauteilen<br />
nicht mehr vorhanden oder zugänglich<br />
sind. Auch die Serienfertigung<br />
von hochkomplexen Bauteilen<br />
ist mittels Metall-3D-Druck<br />
möglich.<br />
Durch eine Vielzahl von Vorteilen<br />
wird dieses Verfahren immer beliebter:<br />
Mit DMLS ist die Fertigung<br />
komplexer Geometrien möglich,<br />
die nicht fräsbar oder mit<br />
konventionellen Methoden herstellbar<br />
sind. Außerdem ist es<br />
durch die Freiheit des Fertigungsverfahrens<br />
möglich, Baugruppen<br />
zu vereinfachen – so wird beispielsweise<br />
statt vier Komponenten<br />
nur eine einzige benötigt.<br />
Durch intelligente Konstruktionen<br />
Eine DMLS-Maschine besteht aus<br />
einem Drei-Kammersystem: Dieses<br />
setzt sich zusammen aus der Kammer,<br />
in der das lose Pulver bevorratet<br />
ist, aus der Baukammer sowie<br />
der Kammer für den Überfluss,<br />
wo überschüssiges Pulver hineingetragen<br />
wird. Zunächst beginnt<br />
die DMLS-Maschine den<br />
Fertigungsprozess mit dem Aufschmelzen<br />
der verschiedenen<br />
Schichten, zuerst der Stützkonstruktionen<br />
an der Grundplatte<br />
und anschließend des Bauteils<br />
selbst. Eine erste Materialschicht<br />
wird aufgetragen und mithilfe eines<br />
Lasers aufgeschmolzen. Dabei<br />
senkt sich das Niveau in der Baukammer<br />
ab, während es im Pulverzufuhrbehälter<br />
ansteigt. Nachdem<br />
die erste Schicht aufgeschmolzen<br />
wurde, wird eine weitere Pulver-<br />
76 <strong>additive</strong> März 2019
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