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Ideales Spannsystem durch patentierte Thermo-Lock-Funktion

Es gibt viele verschiedene Nullpunkt-Spannsysteme auf dem Markt. Das AM-Lock-System von PL Lehmann ist insofern ein ganz besonderes, weil das zentrale AM-Lock-Element für die AM-Maschine das patentierte „Thermo-Lock“-Positionier- und Spannprinzip ist. Die Thermo-Lock-Rasterplatte, ebenfalls mit 50-mm-Raster, enthält zahlreiche 6 mm hohe Pins, die durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung im Vergleich zu den Aufnahmebohrungen für eine spielfreie Spannung sorgen. Konkret heißt das, dass die Segmentpaletten bei Temperaturen unter 70°C gelöst sind und über 80 bis 100°C auf der Thermo-Lock-Rasterplatte in den gespannten Zustand übergehen. Die geometrische Gestalt der Pins sorgt bei der thermomechanischen Spannung für eine Selbstzentrierung, die eine prozesssichere Wiederholgenauigkeit von ±0,005 mm gewährleistet.

Im gelösten Zustand kann die Thermo-Lock-Rasterplatte durch Abblasen gereinigt werden. Danach folgt eine Reinigungs- und Anwesenheitskontrolle mittels Drucküberwachung, wofür das im AM-Prozess häufig verwendete Argongas genutzt wird, das von unten die Rasterplatte und Pins durchströmt. Ist der Staudruck gering, bedeutet das, dass das Argon zwischen Pin und Segmentpalette hindurch fließt: Die Palette liegt also nicht auf also ist sie nicht gespannt. Ist der Staudruck hoch, liegt die Palette fest an, ist also gespannt und der 3D-Druck-Prozess kann starten.

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Vorteile bringt das besondere thermische Verhalten des Spannsystems

Das AM-Lock-System funktioniert grundsätzlich auch ohne Heizsystem. Das Passungsspiel mit zwischen 0,015 und 0,025 mm bringt bereits ohne Thermo-Lock eine Wiederholgenauigkeit im ±0,01-mm-Bereich, womit die Druckgenauigkeit der Maschine immer noch deutlich unterschritten wird. Ist maschinenseitig eine Heizung vorhanden, zeigt sich mit AM-Lock ein weiterer wichtiger Vorteil: Die kompakte Bauhöhe und großflächige Auflage sorgt für ein schnelles, gleichmäßiges Erwärmen des gesamten Systems. Computersimulationen und Messungen haben ergeben, dass damit schon 500 s nach dem Heizbeginn auf der Substratplatte eine fast identische Temperatur herrscht, wie bei der Hubplattform. Diese Ergebnisse bestätigen den extrem schnellen Wärmedurchgang und die sehr gute Wärmeverteilung des Systems.

Weitere Vorteile: Da beim Thermo-Lock-System weder Rasterplatte noch Segmentpalette mechanisch bewegte Teile enthalten, werden zur Betätigung weder Druckluft oder Öl benötigt, noch sind Dichtungen vorhanden. So können weder Dichtungen kaputtgehen noch Mechanik-Bauteile verklemmen. Durch das thermomechanische Prinzip ist auch keinerlei Strom- oder Druckluftzuführung erforderlich. Und das System funktioniert dank hochwarmfester Materialien bis 500°C.

Mit dem Ball-Lock ab zur Zerspanung oder zur Wärmebehandlung

Für die Nullpunktspannung in einem Bearbeitungszentrum zur Zerspanung oder auf einer Messmaschine und so weiter bietet PL Lehmann die Spannfutter Quattro und Uno an, die auf dem von Lehmann entwickelten Ball-Lock-System beruhen. Diese Art von Rasterplatten spannt entweder manuell oder pneumatisch mit bis zu 40 kN Kraft, wodurch auch mit hoher Zerspanungsleistung gearbeitet werden kann.

Wie der Name schon vermuten lässt, verfügt das Quattro-Futter (Abmessungen 150 mm × 150 mm × 34 mm) über vier Spannzapfen, während das Uno nur einen hat. Beide seien einfach auf dem Maschinentisch zu montieren, leicht zu reinigen und weitgehend wartungsfrei.

Dadurch dass AM-Lock-Paletten, wie schon gesagt, bis 650°C wärmebeständig sind, was natürlich durch Tests bewiesen wurde, können gedruckte Teile ohne dass sie zuvor von der Grundpalette abgesägt oder aberodiert werden müssen, direkt der Wärmebehandlung zugeführt werden.

Zupackender Neuling kann an gängige Nullpunkt-Spannsystem adaptiert werden

Die Nutzer des AM-Lock-System können aber auch eine Vielzahl fremder, bereits bestehender Nullpunktspannsysteme für die Nachbearbeitung weiterhin nutzen. PL Lehmann bietet dafür entsprechende Adapter an. Für Systeme von Schunk, Erowa, System 3R, AMF, Lang, Gressel und Zeroclamp sind passende Spannzapfen bereits erhältlich.

Als weiteres Zubehör sind Hand- und Robotergreifer verfügbar, welche dabei helfen, die noch heißen Segmentpaletten problemlos zu entnehmen. Der AM-Robogrip etwa, ist ein pneumatisch betätigter Parallelgreifer mit Fingern, die exakt zur Trapeznut in den Paletten passen. Er ist mit einer standardisierten Schnittstelle für handelsübliche Roboter und Handlinggeräte ausgestattet.

Mehr zu den maßgeschneiderten Software-plug-ins von CADS.Additive

Wie vom PL-Lehmann-Geschäftsführer schon erklärt, gibt es zur AM-Lock-Hardware auch eine passende Software: den AM-Lock-Configurator von CADS.Additive, der zurzeit als Plug-In von Ansys und Creo zur Verfügung steht. Es bietet die digitale Basis, mit der die Segmentierung der Baufläche mit verfügbaren, unterschiedlichen Paletten festgelegt werde kann und die Stützstrukturen für subtraktive Nachbearbeitung optimierbar sind. Palettennullpunkte und Rasterabstände würden dabei automatisch berücksichtigt. Selbst die notwendigen Nachfolgeprozesse lassen sich mit dem AM-Lock-Configurator vorbereiten – Doch müssen Schnittstellen zu kundenspezifischen Drittsoftwarekomponenten vorhanden sein.

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