EMO 2017: 3D-Druck und konventionelle Verfahren integriert

Besucher der EMO erwartet in diesem Jahr erstmals ein separater Bereich, der sich ganz den generativen Fertigungsverfahren widmet. Dort zeigt Trumpf, Spezialist für Fertigungslösungen in den Bereichen Werkzeugmaschinen und Lasertechnik, seine Kompetenz in den beiden relevanten Verfahren Laser Metal Fusion (LMF) und Laser Metal Deposition (LMD).

Den Fokus legt das Unternehmen aber nicht nur auf Maschinenlösungen, sondern auf Informationen über die Möglichkeiten, die additive Technologien bieten. „Anwender haben oft noch viele Fragen zur additiven Fertigung und die wollen wir anhand von konkreten Beispielen veranschaulichen“, erklärt Rainer Grünauer, Leiter Vertrieb Additive Manufacturing bei Trumpf. Unter dem Motto „Industrial Additive Technologies“ zeigt Trumpf ein umfangreiches Teilespektrum, das die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Additive Manufacturing in der industriellen Fertigung verdeutlicht. „Generative Verfahren zeigen ihre Stärken vor allem bei komplexen Bauteilen, während zur Herstellung einfacher Bauteile konventionelle Technologien häufig vollkommen ausreichend sind“, erläutert Rainer Grünauer, „Warum also nicht mit einem intelligenten Mix das Beste aus verschiedenen Verfahrenswelten nutzen?“

Neu denken lernen

Wie das funktionieren kann, zeigen Trumpf-Experten auf dem Messestand in Hannover unter anderem ganz praxisnah an einer Werkzeugaufnahme, die Schleifscheiben in CNC-Schleifmaschinen fixiert. Der Aufbau des zweiteiligen Bauteils bestand bisher aus mehreren hartgelöteten Hülsen – eine potenzielle Schwachstelle, die die Standzeit negativ beeinflusst. Mit einer auf Additive Manufacturing ausgelegten, neuen Designstrategie ist es gelungen, diese Schwachstelle zu eliminieren: Aus dem in einer Werkstückaufnahme befestigten, konventionell gefertigten Unterteil, der sogenannten Preform, wächst mittels Pulverauftrag Schicht für Schicht das additiv optimierte obere Bauteil. Durch die Designfreiheit von Additive Manufacturing lässt sich das Teil mit weitaus weniger Material fertigen und ist daher leichter. Es zeichnet sich zudem durch geometrisch optimierte Wandstärkenverläufe für eine optimale Druckaufbringung aus. Durch die additiv-gerechte Konstruktion kommt das Bauteil komplett ohne Stützstrukturen aus, was den Nachbearbeitungsaufwand verringert. Dieses Beispiel zeigt, dass die Herausforderung generativer Verfahren darin liegt, von Anfang an verfahrensgerecht zu denken und zu konstruieren. Anders als bei konventionellen Methoden gilt es nicht, Grenzen zu berücksichtigen, die das Herstellungsverfahren vorgibt, sondern Barrieren im eigenen Denken zu überwinden. Nun heißt es: form follows function. „Mit dieser Designfreiheit müssen Anwender lernen umzugehen, um ihre bestehenden Fertigungsprozesse clever zu ergänzen und zwar nur dort, wo es auch Sinn ergibt. Dabei helfen wir ihnen“, so Rainer Grünauer.

Alles aus einer Hand

Zu sehen sind auf der EMO auch Trumpf Maschinenlösungen, um 3D-gedruckte Teile zu fertigen. Die TruPrint 1000 ist eine kompakte und universell einsetzbare LMF-Anlage, die Bauteile mit einer Größe von maximal 100 Millimeter Durchmesser und 100 Millimeter Höhe wirtschaftlich herstellen kann. Ganz auf die Industrialisierung der additiven Fertigung ausgelegt, ist die TruPrint 3000. Mit einem 500 Watt starken Trumpf-Laser ausgestattet, kann die Maschine Bauteile mit einer Größe von bis zu 300 Millimeter Durchmesser und 400 Millimeter Höhe generieren und berücksichtigt ganz im Sinne von Industrie 4.0 auch die vor- und nachgelagerten Arbeitsschritte. Teil der Prozesskette sind beispielsweise die Datenvorbereitung für den Bauauftrag, Monitoringlösungen während der Produktion, sowie eine industrietaugliche Anlagenperipherie für das Teile- und Pulvermanagement.

Auch über das LMD-Paket von Trumpf können sich Besucher informieren und es am Stand gegenüber, beim Maschinenhersteller Okuma, live in Aktion erleben. Laser Metal Deposition – Laserauftragsschweißen – gehört ebenfalls zu den generativen Fertigungsverfahren. Bei LMD erzeugt der Laser auf der Bauteiloberfläche ein Schmelzbad, in das durch eine Düse Metallpulver eingebracht wird. Dadurch entstehen miteinander verschweißte Raupen, die Strukturen an bestehenden Grundkörpern oder auch ganze Bauteile ergeben. Während LMD zunächst überwiegend beim Aufbringen von Verschleißschutzschichten und der Reparatur von Bauteilen zum Einsatz kam, wird es heute auch dafür genutzt, Bauteile komplett neu aufzubauen.

„Wir bieten Kunden das Komplettpaket aus robusten Maschinen, intelligenter Digitalisierung und cleveren Services. Diese umfassende Kompetenz über die gesamte Prozesskette hinweg zeigen wir auch auf der EMO“, erklärt Rainer Grünauer. Interessenten können sich auf der Messe über das gesamte Trumpf-Portfolio aus den Bereichen Werkzeugmaschinen und Lasertechnik sowie TruConnect, die Trumpf-Lösungen für Industrie 4.0, informieren. Aber auch über die umfangreichen Services, beispielsweise über individuelle Finanzierungslösungen, die den einfachen Einstieg in die neue Technologie Additive Manufacturing ermöglichen. 

Bild: TruLaser Cell 3000 mit Vakuum-Pulverförderer zum Laserauftragsschweißen. Foto: TRUMPF

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