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Trumpf: SLM-Anlage für filigrane Bauteile Implantate schneller generativ fertigen

| Redakteur: Konrad Mücke

Einen speziell für hochwertige Fertigung für anspruchsvolle Branchen, zum Beispiel die Medizinaltechnik, konzipierten 3D-Drucker präsentiert Trumpf. Er zeichnet sich durch besondere Schutzgasführung und einfache Bedienung aus.

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Filigrane Strukturen: Dank der auf 55 µm fokussierenden Laser fertigen die 3D-Drucker mühelos filigrane Bauteile, wie Wirbelsäulenimplantate, auch Spinal Cages genannt.
Filigrane Strukturen: Dank der auf 55 µm fokussierenden Laser fertigen die 3D-Drucker mühelos filigrane Bauteile, wie Wirbelsäulenimplantate, auch Spinal Cages genannt.
(Bild: Trumpf)

Der 3D-Drucker TruPrint 2000 verfügt über ein spezielles Strömungskonzept. Bei ihm strömt das Schutzgas besonders gleichmässig von hinten nach vorn durch den Bauraum. Das verbessert die Qualität der gedruckten Werkstücke. Zudem kann der Bediener noch innerhalb der Anlage überschüssiges Pulver entfernen. Bei 3D-Druckern mit kleinerem Bauraum ist das einfacher und zeitsparender als die ehemals übliche Arbeitsweise. Bei letzterer musste der Bediener das gedruckte Werkstück aus der Anlage herausnehmen und an einer separaten Station entpacken. Dank des innovativen Konzepts kann man bei den nunmehr vorgestellten 3D-Druckern das Druckpulver inert, also unter Schutzgas aufbereiten. Das verhindert, dass das Pulver im Kreislauf kontaminiert.

Auf sensible Branchen optimiert

Für sensible Branchen wie die Medizintechnik ist das ein wichtiger Vorteil. Klaus Parey, Managing Director bei Trumpf Additive Manufacturing sagt dazu: «Mit den 3D-Druckern TruPrint 2000 zeigen wir, dass für uns die Bedürfnisse der für AM relevanten Branchen im Mittelpunkt stehen. Hierzu zählen wir die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, den Maschinenbau, den Werkzeug- und Formenbau sowie die Medizin- und die Zahntechnik. Mit den vorgestellten Anlagen TruPrint 2000 können vor allem Medizin- und Zahntechnikhersteller die Vorteile der additiven Fertigung nutzen.»

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Produktiv und wirtschaftlich

In den 3D-Druckern arbeiten mehrere Laser im Arbeitsraum parallel. Zwei Laser mit je 300 Watt Leistung beleuchten parallel den gesamten Bauraum des 3D-Druckers. Das erhöht die Produktivität der Anlage. Wie bei anderen 3D-Druckern des gleichen Herstellers fokussieren die Laser auf nur 55 µm Durchmesser. So lassen sich filigrane Bauteile, beispielsweise feine Gitterstrukturen, exakt herstellen. Zudem entstehen besonders glatte, hochwertige Oberflächen. Auch den in der Medizintechnik häufig verwendeten Werkstoff Titan druckt der 3D-Drucker TruPrint 2000 problemlos. Als besonders wirtschaftlich erweist sich, dass man das Pulver im Bauraum des 3D-Druckers entfernt. Somit entfallen Investitionen in separate Entpackstationen. Zudem verkürzt diese Arbeitsweise die Durchlaufzeiten und erhöht die Prozesssicherheit. Wie Florian Krist, Produktmanager beim Hersteller, berichtet, ermögliche das innovative Maschinenkonzept einen schlanken Fertigungsprozess. Es erfordere weniger Anlagentechnik und verringere so die Investitionskosten. «Das kommt speziell Einsteigern bei AM entgegen», berichtet Florian Krist.

Prozess digital überwacht

Anwender können die Qualität des Pulverbetts und des Schmelzbads während des Drucks automatisch prüfen. Bei einem Fehler erhält der Bediener eine Nachricht und kann eingreifen. Zudem können Unternehmen die Qualität des Druckvorgangs lückenlos nachweisen. Das ist unabdingbar, um Produkte der Medizintechnik generativ herzustellen.

Kurze Durchlaufzeiten

Auf den 3D-Drucken TruPrint 2000 hat man bereits spezielle Implantate für Wirbelsäulen, Spinal Cages, gefertigt. Diese werden in den Raum zwischen Wirbeln eingesetzt. Sie vergrössern den Abstand zwischen den Wirbeln und dienen dazu, die natürliche Höhe des Bandscheibensegments wieder herzustellen. Die Spinal Cages benötigen sehr filigrane Strukturen, damit sie schnell und anhaltend mit dem Knochengewebe verwachsen. Diese Strukturen zu fertigen gelingt dank der exakt auf kleine Durchmesser fokussierenden Laser im 3D-Drucker TruPrint 2000. Dank der zwei parallel arbeitenden Laser benötigt der 3D-Drucker für 19 Wirbelsäulenimplantate nur 24 Stunden.

Universell einsetzbar

Auch in einer Vielzahl Branchen, neben der Medizintechnik, können die jüngst präsentierten Anlagen zum generativen Fertigen ihre Vorteile beweisen. Das betrifft unter andren die Dentaltechnik sowie den Formen- und Werkzeugbau. Dank der leistungsfähigen Laser mit 300 W Leistung schmelzen sie problemlos und wirtschaftlich die in diesen Branchen üblichen Werkstoffe, wie Kobalt-Chrom-Legierungen. Somit lassen sich auf diesen Anlagen beispielsweise Modellgussformen für Zahnprothesen herstellen, aber auch Spritzgussformen mit innenliegenden, komplexen Kühlkanälen. Letztere sorgen für ein deutlich besseres Kühlen und Temperieren der Spritzgiesswerkzeuge. Das erhöht zum einen die Qualität der gespritzten Bauteile, verkürzt zum anderen aber auch die Zykluszeiten. So können Fertigungsbetriebe mit den additiv gefertigten Spritzgiessformen wesentlich produktiver und wirtschaftlicher arbeiten. - kmu - SMM

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