IRPD: Industrieller 3D-Druck Additive Manufacturing «Made in Switzerland»

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Fastems Sales Agent: Gennaro Teta (omnino technology)

TORNOS S.A.

Newemag AG

Eine Werkzeugmaschine für additive Fertigung (AM, Additive Manufacturing), die als erste ihrer Art vollständig in der Schweiz entwickelt und gebaut wird, hat die United Grinding Group jüngst vorgestellt. Modular ausgeführt kann sie flexibel in nahezu allen Branchen eingesetzt werden.

Stephan Nell, CEO der United Grinding Group, erachtet die additive Fertigung als eine transformative Technologie, die in Zukunft für die Industrie in der Produktion eine immer wichtigere Rolle spielen wird. Wie er sagt, wird deshalb die industrietaugliche Werkzeugmaschine Impact 4530 wegweisend für die indus­trielle Entwicklung sein. Diese in der Schweiz bei IRPD in St. Gallen entwickelte und produzierte Maschine fertigt metallische Bauteile durch selektives Laserschmelzen von Metallpulver im LPBF-Prozess (Laser Powder Bed Fusion). Dafür ist sie je nach Ausführung mit zwei oder vier industriellen Faserlasern ausgestattet, die über jeweils 1000 W Leistung verfügen. Ihr Maschinenkern ist thermisch stabilisiert. Das sorgt für höchste Genauigkeit, Qualität, Wiederholbarkeit und Prozesssicherheit beim Mikroschweissen. Die Prozesskammer ist als robustes, besonders steifes Gussbauteil ausgeführt. Zusammen mit dem Behälter für das Bauteil und für den Pulvervorrat ist sie hermetisch versiegelt. So kann in ihr ein Hochvakuum erzeugt werden.

Bereiche für Bedienen und Beladen separat

Das innovative Anlagendesign sorgt für eine hohe Produktivität und Sicherheit der Maschine. Um eine Kontamination des Pulvers beim Bedienen und Bela­den zu vermeiden, sind bei der Maschine die Bedie­nungs- und die Beladebereiche getrennt. Sie verfügt über ein automatisches Wechselsystem inner­halb der Maschine für die gasdichten Behälter des Metallpulvers und der Bauteile. Diese Anordnung sorgt für kurze Nebenzeiten und einen schnellen, flexiblen Wechsel des Pulvers. So dauert der Wechsel von einem Bauauftrag zum nächsten nur etwa 15 Minuten. Der Arbeitsraum der Maschine ist von drei Seiten zugänglich. Das vereinfacht das Reini­gen und Wartungsarbeiten. Dank einer spe­ziellen Beschichtung lässt sich die Prozesskammer einfach reinigen.

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Intuitiv programmieren und bedienen

Die Maschine Impact 4530 ist mit der markenübergreifenden Hard- und Software-Architektur C.O.R.E. ausgestattet. An einem Multitouch-Bedienpanel (24" Bilddiagonale) lässt sich die Anlage einfach und intuitiv steuern. Sie unterstützt Bedienende mit smarter Software. Sie lässt sich zudem effizient mit anderen Werkzeugmaschinen vernetzen. Dank der Rechenleistung der Hardware kann sich die Maschine weitgehend selbstständig auf die Produktion vorbereiten. Eine jobspezifische Programmierung oder Einrichtung entfällt.

Prozesse selbst steuern und überwachen

An einem CAD-CAM-Arbeitsplatz werden die Fertigungsaufträge für die Maschine erstellt und als Druckauftrag inklusive aller prozessrelevanten Daten an die Maschine übermittelt. Nach wenigen Minuten ist die Maschine einsatzbereit. Vom laufendem Prozess überträgt sie mithilfe einer internen Kamera in Echtzeit Videos und Prozessdaten auf ein Display. Sie zeigt so auch Sensordaten und Daten der Maschine, im fortlaufenden Vergleich mit den Vorgaben aus der Datei zum Auftrag. So besteht jederzeit ein detaillierter Überblick über den Prozessfortschritt. Möglich wird dies durch aktuelle Sensor- und 3D-Scanner-Technologie. Mit ihr werden Prozessemissionen aus dem Schmelzbereich detailliert erfasst. So kann der Laser auch während lange dauernder Aufbauprozesse auf wenige µm genau ausgerichtet werden. Zudem wird das Schutzgas mit bis zu zehn Sensoren exakt gemessen und überwacht. Es strömt so in die Prozesskammer, dass Ablagerungen von Russ vermieden beziehungsweise minimiert werden. Dank dieser umfassenden Überwachung und Steuerung hält die Maschine auch beim generativen Aufbau grosser Bauteile stets konstante Prozessbedingungen. Die Anlage kann allein stehend, aber auch skalierbar bis zum hochautomatisierten Verbund aus mehreren Maschinen betrieben werden. Somit eignet sie sich für den klassischen Job Shop, für den Flugzeug- und den Automobilbau, den Energiesektor, die Medizintechnik, die Werkzeugfertigung und die Automation. - kmu - SMM

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