22. NOVEMBER 2017

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Einstieg zum Sparpreis


Anlagen für additive Produktion mit Metallen sind bisher kostspielig. Eine von zwei Aachener Instituten entwickelte Anlage soll das Laserschmelzen jedoch auch für kleine und mittelgroße Unternehmen erschwinglich machen. Die Maschine kostet in der Herstellung keine 20.000 Euro.

Auf der Messe Formnext in Frankfurt am 15. bis 18. November 2016 zeigen das GoetheLab der FH Aachen und das Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT erstmal einen kostengünstigen 3D-Drucker für das Laserstrahlschmelzen (SLM). Bei einem Herstellungspreis von unter 20.000 Euro könnte eine solche Maschine ein bisher nicht vorhandenes Low-Cost-Segment bei SLM-Anlagen eröffnen. Bisher kosten solche Anlagen in der Regel sechsstellig. Die Aachener Institute haben die Maschine entwickelt im Rahmen des gemeinsamen Projekts Aachener Zentrum für 3D-Druck. Prof. Andreas Gebhardt, Leiter des Zentrums: "Unsere eng kooperierende Expertengruppe ermöglicht dem Mittelständler den Zugang zum 3D-Drucken."

Der von den Instituten gebaute Demonstrator kann mit einem 140 W starken Diodenlaser (Fokusdurchmesser 250 Mikrometer) im Zusammenspiel mit einem kartesischen Achssystem Funktionsbauteile mit einer Höhe von 90 mm und maximalen Durchmesser von 80 mm erzeugen.  Zum Vergleich: Die SLM 125 HL als Einstiegsmodell von SLM Solutions hat einen etwas größeren Bauraum von 125 x 125 x 125 mm bei einem deutlich kleineren Fokusdurchmesser von 70 bis 100 Mikrometer. Die Anlage soll so einfach zu bedienen sein, dass ein Anfänger die Handhabung innerhalb von Stunden erlernen kann.

Auch die Wartung sei einfach, da sich alle Teile leicht austauschen lassen. "Die Low-Cost-Anlage erleichtert vor allem den Einstieg in den metallischen 3D-Druck", erläutert Dawid Ziebura, Projektingenieur am Fraunhofer ILT. Ziebura schätzt den Verkaufspreis auf etwa 30.000 Euro für eine derartige Anlage.

Die damit herstellbaren Bauteile eignen sich für viele typische SLM-Applikationen von Prototypen, Musterteilen bis hin zu Funktionsbauteilen. Durch Einstellung der Dichte können die Anwender selbst zwischen Festigkeit und Produktionszeit abwägen. So dauert die Produktion einer massiven Edelstahlkomponente mit 55 cm3 Volumen rund zwölf Stunden. Die Anlage bietet aber die Option, großvolumige Bauteilbereiche mit Gitterstrukturen zu füllen, um bei weniger beanspruchten Bereichen die Bauzeit zu reduzieren.

So lässt sich die Bauzeit bei einer gewählten Gitterdichte von 20 % (entspricht 20 % des ursprünglichen Volumens) um etwa 60 % verkürzen. Die Aachener wollen nun noch die Bauzeiten weiter senken und die Belichtungsstrategien für höhere Bauteilqualität optimieren. Außerdem ist geplant, auch Aluminium und Werkzeugstahl für die Teileproduktion zu nutzen.

Datum:
07.11.2016
Unternehmen:
Bilder:
FHG

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