TRENDAdditive Fertigung
TRENDAdditive Fertigung DMG Mori mit neuen 3D-Druck-Lösungen Additive und konventionelle Fertigung kombiniert Zu den Highlights am DMG Mori-Messestand auf der Formnext gehört ein blauer Laser für die Hybridmaschine. Er bietet ein deutlich besseres Absorptionsverhalten, was beispielsweise die Verarbeitung von reinem Kupfer ermöglicht. Hinzu kommen neue Features im AM Assistant. Durch die Regelung der entscheidenden Prozessgrößen soll ein stabiler Fertigungsprozess gewährleistet werden. Fertigung und Reparatur von Werkzeugformen In der Fertigung von Werkzeugformen spielen Multimaterialanwendungen eine große Rolle, die in dieser Form nur mittels additiver Fertigung realisierbar sind. So können Druckgussformen mit einem Kern aus einer Bronzelegierung versehen werden. Eine Lasertec 65 DED hybrid baut diesen Kern auf und fräst im selben Prozess hochfunktionale Kühlkanäle, was für eine optimale Wärmeabfuhr sorgt. Anschließend wird dieser Kern mit einem Mantel aus Warmarbeitsstahl versehen. Auch die Reparatur von Werkzeugformen ist mit den Maschinen der Lasertec DED hybrid-Baureihe möglich. Auf eine beschädigte Stelle wird zunächst Material aufgetragen. Im nachfolgenden Fräsprozess erfolgt die Fertigbearbeitung in Originalqualität. Je nach Größe der Bauteile bietet sich bei solchen Anwendungen auch eine Lasertec 125 DED hybrid mit deutlich mehr Arbeitsraum an. Transparenter und stabiler Fertigungsprozess Ausgestattet mit einem neu entwickelten blauen Laser verarbeitet die Lasertec 65 DED hybrid auch reflektierende Materialien wie Kupfer. Bild: DMG Mori ■■■■■■ Der blaue Laser für die Lasertec DED hybrid-Modelle hat eine Wellenlänge von 450 nm und zeichnet sich durch ein optimales Absorptionsverhalten aus. Insbesondere bei reflektierenden Materialien wie etwa Kupfer ist das von Vorteil. Die Absorptionsrate liegt in diesem Fall bei 44 Prozent – gegenüber zwei Prozent bei Infrarotlicht. Aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit verleiht Kupfer beispielsweise Spritzgussformen und Umformwerkzeugen verbesserte Kühleigenschaften. In der Luftund Raumfahrttechnik kommt es als Bi-Metall mit Nickelbasis-Superlegierungen in Hitzeschildern von Raketendüsen zum Einsatz. Die guten Gleiteigenschaften von Buntmetall ermöglichen darüber hinaus neue Anwendungen – beispielsweise kupferbeschichtete Gleitlager in Windkraftanlagen. Für eine optimale und vor allem nachweisbare Werkstückqualität ist es in der additiven Fertigung entscheidend, die wichtigen Prozessgrößen durchgängig zu überwachen und zu regeln. Der AM Assistant, eine Kombination aus Hard- und Software für Lasertec DED- und Lasertec DED hybrid-Maschinen, überwacht daher Prozessgrößen wie beispielsweise die Laserleistung, den Pulvermassenstrom, das Schutzgas sowie die Schmelzbadtemperatur. Somit wird ein ebenso stabiler wie transparenter Fertigungsprozess erreicht, der einerseits den Maschinenbediener entlastet und andererseits die Prozessentwicklung deutlich vereinfacht. Zwei Prozessketten lassen sich mit der Lasertec SLM-Baureihe von DMG Mori realisieren: Zum einen können Anwender additiv gefertigte Werkstücke auf einer Fräsmaschine wie der 5-achsigen DMP 35 mit der erforderlichen Oberflächenqualität nachbearbeiten. Zum anderen können die Modelle der Lasertec SLM- Baureihe im Pulverbett zuvor gefräste Grundplatten oder -körper ganz ohne Stützstrukturen fertigstellen. ■ DMG Mori www.dmgmori.com 22 November 2022
Liquid Metal Printing von Grob Aluminiumbauteile end konturnah 3D-drucken Der Werkzeugmaschinenhersteller Grob präsentiert erstmals auf der Messe Formnext mit der GMP300 Grob sein Fertigungsverfahren Liquid Metal Printing (LMP) zur Herstellung endkonturnaher Bauteile. ■■■■■■ Grob zeigt auf seinem Formnext-Messestand die GMP300 für die Einzel- und Kleinserienfertigung. Dabei steht GMP für Grob Metal Printing und die 300 für die Größe des Arbeitsraumes 300 x 300 x 300 mm 3 . Die GMP300 ist mit einer 3-Achs-Kinematik und einer maximalen Achsgeschwindigkeit von 30 m/min. ausgestattet. Die inerte Atmosphäre sorgt für gleichbleibende Materialeigenschaften. Im Gegensatz zu den Pulverbettverfahren wird bei dem von Grob entwickelten LMP-Verfahren Draht als Ausgangsmaterial verwendet. Dadurch werden die Materialkosten reduziert und es gibt keine Gesundheitsoder Explosionsgefahr. Zudem entfallen zusätzliche Arbeitsschritte wie das Entpulvern des Bauteils sowie das Sieben und Aufbereiten des Pulvers. Beim LMP-Verfahren handelt es sich um einen Mikrogießprozess, der im Gegensatz zum Schweißen keinen oder nur geringen thermischen Verzug aufweist. Das LMP-Verfahren erzeugt ein homogenes Mikrogefüge bei Streckgrenzen, die den Werten des Ausgangsmaterials entsprechen oder zum Teil auch darüber liegen. Die LMP-Technologie punktet insgesamt mit einer höheren Aufbaurate als vergleichbare PBF-Anlagen bei einer besseren Bauteilauflösung im Vergleich mit aktuellen DED (Direct Energy Deposition)-Verfahren. „Ohne Pulverhandhabung sowie der Verzicht auf jegliche Strahlquellen ermöglicht die Integration der Anlagen in eine bestehende Fertigung ohne erhöhte Sicherheitsvorkehrungen“, sagt Dr.-Ing. Johannes Glasschröder, zuständiger Teamleiter für die Additive Fertigung bei Grob. „Zudem sehen wir durch die Notwendigkeit der Nachbearbeitung von Funktionsflächen additiv gefertigter Bauteile starke Synergieeffekte mit unserem bereits bestehenden Portfolio im Bereich der zerspanenden Fertigung.“ ■ Grob-Werke GmbH & Co. KG www.grobgroup.com Mit der GMP300 von Grob können endkonturnahe Aluminiumbauteile in Serie hergestellt werden. Bild: Grob Die GMP300 von Grob nutzt das Liquid Metal Printing (LMP)-Verfahren, bei dem als Ausgangsmaterial ein Draht zum Einsatz kommt. Bild: Grob Materialwechsel ohne hohen Reinigungsaufwand Die hohe Flexibilität des Verfahrens wird durch die Möglichkeit eines schnellen Materialwechsels ohne hohen Reinigungsaufwand, durch die hohe Variabilität des Tropfendurchmessers, der durch den Einsatz unterschiedlicher Düsen zwischen 380 und 700 µm eingestellt werden kann, und dadurch, dass sich sowohl der Druckkopf inklusive Düse während des Aufbauprozesses als auch die Bauplatten zwischen den Druckjobs schnell wechseln lassen erreicht. Die hohe Produktivität des LMP-Verfahrens entsteht in erster Linie durch die erreichbaren hohen Aufbauraten, die durch die maximale Tropfenfrequenz von 500 Hz und einem Tropfendurchmesser von 700 µm 320 cm 3 /h entsteht, durch den reduzierten Nachbearbeitungsaufwand und die Tatsache, dass die Bauteilkosten nur gering über den Füllgrad der Bauplatte skalieren. November 2022 23
