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_Anzeige 24. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ NEUER ANSATZ IM 3D-METALLDRUCK Wirtschaftliche Produktion ab Losgröße 1 Der 3D-Metalldruck verändert viele Produktionsprozesse in der Industrie. Gegenüber herkömmlichen Methoden punktet er mit Flexibilität und geringerem Materialverbrauch. Ein Verfahren auf Basis von Draht und Lichtbogenschweißen bietet überzeugende Vorteile gegenüber dem pulverbasierten Druck. Autor: Sascha Ungewiss, Business Development and Key Account Manager, GEFERTEC Bild: GEFERTEC Nach dem Drucken wird das Bauteil mittels Fräsen oder Drehen endbearbeitet. Beim 3D-Metall - druck wird Draht mit be - währter Licht - bogentechnolo - gie Schicht für Schicht aufge - schmolzen. Drähte als Ausgangsmaterial. Größter Vorteil ist die sehr hohe Aufbaurate, mit der sich selbst große und schwere Bauteile in hoher Geschwindigkeit drucken lassen. Je nach Werkstoff entstehen bis zu 600 cm³ (5 kg/h) pro Stunde. Dadurch eignet sich das Verfahren für die schnelle und wirtschaftliche Fertigung größerer Werkstücke aus Stahl, Titan, Aluminium oder auch auf Nickelbasis. Bild: GEFERTEC Geschwindigkeit, niedrige Kosten und hohe Qualität – dies sind die wesentlichen Anforderungen, die an Verfahren in der Fertigung von Metallteilen gestellt werden. Abhängig von Stückzahlen, Größe und Komplexität des Bauteils sowie des gewählten Metalls sind unterschiedliche Fertigungsmethoden verfügbar. Speziell additive Verfahren haben sich in den vergangenen Jahren immer mehr Anwendungsbereiche erobert. Im 3D-Metalldruck setzen die meisten Anbieter auf pulverbasierte Techniken. Diese ermöglichen sehr feine Strukturen, sind jedoch häufig in Geschwindigkeit und Baugröße limitiert. Ein weiterer Nachteil: Das Material ist teuer und das Handling des Pulvers vergleichsweise komplex. Schicht für Schicht Die Berliner Gefertec GmbH setzt auf das bewährte Schweißverfahren mit Lichtbogen (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM). Ausgangsmaterial ist Draht, der Schicht für Schicht aufgeschmolzen wird. Die Fertigung des endkonturnahen Werkstücks erledigt die Maschine anhand von CAD/ CAM-Daten vollautomatisch. Die Endbearbeitung erfolgt mit herkömmlicher CNC-Frästechnik. Dieses Verfahren bietet eine Reihe von Vorteilen: Durch den Einsatz von Draht entfällt das aufwendige Pulverhandling. Zudem sind die meisten Werkstoffe zu deutlich niedrigeren Kosten bereits in Drahtform erhältlich. Grundsätzlich eignen sich alle schweißbaren Hohe Designfreiheit Durch den Auftragsprozess erhalten Anwender mehr Designfreiheit. Die Werkstoffausnutzung ist im Vergleich zu spanenden Fertigungsverfahren stark optimiert, was vor allem bei teuren Werkstoffen wie Titan die Materialkosten um bis zu 60 % reduziert. Der 3D-Metalldruck mit WAAM- Technologie eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen es auf Wirtschaftlichkeit und Schnelligkeit ankommt: etwa bei der Bereitstellung von Ersatzteilen oder der Fertigung von hochwertigen Rohlingen für die spanende Bearbeitung. In Industrien wie dem Maschinen- und Anlagenbau, Bahn, Schifffahrt, Energie, Öl & Gas sowie Luftfahrt ist das Verfahren bereits vielfach im ■ Einsatz. GEFERTEC GmbH www.gefertec.de 26 additive September 2021
_Anzeige 24. Anwenderforum Additive Produktionstechnologie ▶ AMBITIONIERT IN DIE ZUKUNFT DER ADDITIVEN FERTIGUNG 3D-Druck in Metall macht beinahe Unmögliches möglich Die additive Fertigung hängt wie keine andere Fertigungsmethode von der Praxiserfahrung in den einzelnen Prozessschritten ab. Die Toolcraft AG fertigt seit 2011 3D-gedruckte Bauteile und vereint die komplette Prozesskette unter einem Dach – von der Konstruktion und Simulation über die Fertigung und zerspanende Weiterbearbeitung bis hin zur optischen, taktilen und zerstörungsfreien Prüfung der Bauteile. Autor: Uwe Schulmeister, Bereichsleiter Additive Fertigung, Toolcraft Der 3D-Druck in Metall erfreut sich einer stetig steigenden Nachfrage. Wurden zu Beginn vornehmlich Prototypen gefertigt, kommt das Additive Manufacturing heute in vielen Branchen zur (Klein- und Mittel-)Serienherstellung zum Einsatz. Die Vorteile des Verfahrens liegen auf der Hand: Funktionsintegrationen, die Verarbeitung schwer zerspanbarer Materialien sowie die Herstellung komplexer Geometrien innerhalb kürzester Zeit bei besonders geringem Werkstoffabfall. Geringe Stückkosten lassen sich sehr wirtschaftlich abbilden. Auch dem Innovationspotenzial sind keine Grenzen gesetzt. Die Vorteile gegenüber konventionellen Herstellverfahren sind vielfältig. Software optimiert die Konstruktion Spezielle Software-Funktionen zu Topologie-Optimierung und FEM- Berechnungen ermöglichen die optimale Konstruktion der Bauteile. Damit analysiert der Konstrukteur die später auf das Bauteil einwirkenden Kräfte. Somit lässt sich eine maximale Gewichtsreduktion unter Erhalt der notwendigen Eigenschaften des Bauteils errechnen. Leichtbauteile „verlieren“ auf diese Weise nicht nur an Gewicht, sondern erhalten zudem eine optimierte Bauweise. Hohe Kompetenz in der additiven Fertigung Seit 2011 fertigt Toolcraft 3D-gedruckte Präzisionsbauteile. Damals mit einer Maschine gestartet, stehen heute zwölf Anlagen sowie eine LMD-Anlage (Laserauftragschweißen) zur Verfügung. Die Software NX von Siemens gewährleistet dabei die Datendurchgängigkeit entlang der gesamten Prozesskette. Der ganze Prozess ist Nadcap zertifiziert und entspricht somit den hohen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt. Auch der TÜV Süd hat sein Qualitätssiegel vergeben. Mit seinem neuen Geschäftsbereich möchte das Unternehmen seine langjährige Erfahrung an die Industrie weitergeben. AMbitious powered by Toolcraft ist Partner für Beratung, Schulung und Software im Bereich Additive Manufacturing (AM). Dabei unterstützt das Unternehmen seine Kunden individuell entlang der gesamten AM-Prozesskette – von der Strategieberatung über die Implementierung des Fertigungsverfahrens bis hin zur Unterstützung bei der Zertifizierung. Das Portfolio umfasst Schulungen zur additiven Fertigung (Basic, Expert und Choose your own Level) sowie zur NX- Software von Siemens. AMbitious ist zudem Siemens NX AM Smart ■ Expert Partner und Reseller. Toolcraft setzt seit 2019 auf das Laserauftragschweißen (LMD, Laser Metal Deposition). Leichtbauteil aus der Luftfahrt. Toolcraft AG www.toolcraft.de Bild: Toolcraft Bild: Toolcraft additive September 2021 27
