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3D-Metalldruck Antriebsventile mit selektivem Lasersintern verbessern

| Autor: Simone Käfer

Mit selektivem Lasersintern (SLM) konnte ein britisches Unternehmen Antriebe für Pumpen verkleinern und gleichzeitig mehr Funktionen einbauen.

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In den 3D-gedruckten Antriebsventilen sind Funktionalitäten enthalten, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden nicht realisierbar sind.
In den 3D-gedruckten Antriebsventilen sind Funktionalitäten enthalten, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden nicht realisierbar sind.
(Bild: Renishaw)

In Weiterentwicklungen steckt viel Energie und Zeit. „Wir haben jahrelang viele Prototypen getestet, viele Konstruktionsalternativen erdacht und Hunderte von Mustern hergestellt“, berichtet Marcus Pont, General Manager von Domin Fluid Power. Das britische Unternehmen stellt direktgesteuerte Ventile her, unter anderem für kompakte, Flüssigkeiten fördernde Pumpen. Auf ihrer Suche nach besseren Möglichkeiten, um für ihre Kunden hocheffiziente Antriebe zu diesen Pumpen herzustellen, besuchten Vertreter von Domin auch das AM Solutions Centre von Renishaw in der britischen Stadt Stone.

Eine anstatt fünfeinhalb Stunden durch selektives Laserschmelzen

In den Solution Centern können an Additiver Fertigung interessierte Besucher testen, ob die Maschinen von Renishaw, die mit dem SLM-Verfahren arbeiten, für ihre Belange geeignet sind. Auch die deutsche Niederlassung von Renishaw bietet die Solution Center inklusive Beratung an. In einem solchen Raum haben die Vertreter von Domin ihr Verständnis für Additive Fertigung im Ganzen und ihr Wissen über das selektive Laserschmelzen im Speziellen erweitert. „Mit der metallischen Additiven Fertigung können Sie die Kunst des Machbaren in der Fluidtechnik erweitern”, erklärt Pont. „Wir haben unser Wissen in Additiver Fertigung so erweitert, dass es uns ermöglichen wird, effiziente Teile für unsere Kunden herzustellen. So haben wir beispielsweise einen unserer Antriebe entwickelt, der 25 % der Originalgröße, 25 % mehr Leistung und ein Drittel der Kosten ausmacht.“ Die Antriebe sind aber nicht nur kleiner und effizienter geworden, Domin konnte zusätzlich die Zykluszeiten von fünfeinhalb Stunden auf nur eine reduzieren.

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Mit SLM sind komplexe Funktionalitäten auf kleinem Raum umsetzbar

Die direktgesteuerten Antriebsventile, die das Unternehmen nun von Renishaw produzieren lässt, besitzen auf kleinem Raum so komplexe Funktionalitäten, dass es unmöglich gewesen wäre, diese mit herkömmlichen Fertigungstechniken zu integrieren. „Dabei verwenden wir eine Standard-­CAD-­Anwendung von der Stange zusammen mit der Finite-Elemente-­Analyse, um ihre Designs zu generieren“, erklärt Martin McMahon, AM Lead Technical Consultant (EMEA) bei Renishaw.

Die RenAM 500Q für das SLM-Verfahren

Hergestellt werden sie aus Werkzeugstahl auf einer RenAM 500Q. Die Maschine arbeitet mit vier 500-W-Lasern, die in dem 250 mm × 250 mm × 350 mm großen Bauraum alle gleichzeitig Zugang zur gesamten Pulverbettoberfläche haben. Ihre Abschmelzleistung reicht bis 150 cm3/h. Eine gute Vakuumvorbereitung und ein niedriger Argonverbrauch gehören ebenso zu den Merkmalen der Maschine wie die intelligente Gasführung, die das Abscheiden von Emissionen effizient und die Filterstandzeit lang halten soll. Dazu wechselt das duale Filtersystem Safe Change automatisch die Filter. Einen Schritt in Richtung Integration geht die RenAM 500Q mit ihrem automatisierten Pulver-­und-Abfallbehandlungs-System, welches das überschüssige Pulver siebt und in den Prozess zurückführt.

Direkter Zugriff auf die Maschinendaten

Die Software InfiniAM Central wurde von Renishaw für die ferngesteuerte Prozessüberwachung von AM-Systemen entwickelt und bietet direkten Zugriff auf die Maschinendaten. Dieses Industrie-4.0-fähige, vernetzte System ermöglicht die ferngesteuerte Überwachung von AM-Bauprozessen auf Computern und Mobilgeräten, einschließlich eines Nahezu-Echtzeit-Einblicks in Live-­AM-­Bauteile sowie Zugang, um vorherige Bauteile zu analysieren. Systemsensor und Bauinformationen werden in grafischer Form angezeigt.

„Nach dem Druck durchlaufen die Teile nur die üblichen Verarbeitungs- und Veredelungsschritte, wie Wärmebehandlung und Entfernen von der Bauplatte“, sagt McMahon. Zur Endbearbeitung folgt ein Minimum an maschineller Veredelung an den wesentlichen Schnittstellen.

* Weitere Informationen: Renishaw GmbH in 72124 Pliezhausen, Tel. (0 71 27) 8 82 37

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Über den Autor

 Simone Käfer

Simone Käfer

Redakteurin für Additive Fertigung und Werkstoffe, MM MaschinenMarkt