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3D-Metalldruck

Trumpf-Maschine besticht mit neuem Multilaserverfahren

| Redakteur: Simone Käfer

Der pulverbettbasierte Multilaser-3D-Drucker von Trumpf ist auf eine Serienproduktion vorbereitet.
Der pulverbettbasierte Multilaser-3D-Drucker von Trumpf ist auf eine Serienproduktion vorbereitet. (Bild: Trumpf GmbH + Co. KG)

Die neue Truprint von Trumpf bietet nicht nur ein überarbeitetes Multilaserkonzept. Der nach dem Pulverbettverfahren (LMF, SLM, DML) arbeitende 3D-Drucker weist Automatisierungselemente auf und ist auf eine Serienproduktion vorbereitet.

Die Truprint 5000 soll die weltweit schnellste und produktivste 3D-Druck-Anlage im Mittelformat für Metallbauteile. Davon ist Hersteller Trumpf überzeugt. Die Anlage arbeitet im Multilaserprinzip mit drei scannergeführten, 500 W starken Faserlasern aus eigenem Haus. Die drei Laser sind mit einer speziell konstruierten Optik so angebracht, dass sie gleichzeitig überall im gesamten Bauraum der Anlage arbeiten können. So erzeugen sie schneller und effizienter Bauteile unabhängig von Anzahl und Geometrie, berichtet Trumpf.

Das Besondere an dem Laserkonzept der Truprint 5000 ist, dass es nicht auf definierte Bereiche in der Prozesskammer begrenzt ist. Dazu beschleunigen auch die von Trumpf selbst entwickelten Belichtungsstrategien den Druck. Sie ermitteln automatisch die idealen Laserbahnen, erklärt das Unternehmen, so dass alle drei Laser immer Teile-übergreifend belichten können. Nahtstellen entstünden an den Bauteilen nicht, da sich die Außenkonturen nahtlos mit nur einem Laser erstellen lassen. Sind alle Prozessparameter richtig eingestellt, benötige die Maschine nur noch ein Drittel der Belichtungszeit pro Baujob.

Die Anlage arbeitet mit Laser Metal Fusion (LMF), also einem Pulverbettverfahren. Die Bauteile können eine Größe bis 300 mm im Durchmesser und 400 mm in der Höhe erreichen und aus allen schweißbaren Werkstoffen bestehen, etwa Stähle, Nickelbasislegierungen, Titan oder Aluminium, sowie aus kohlenstoffreichen Warmarbeitsstählen. Die Vorheizung auf maximal 500 °C soll insbesondere bei Warmarbeitsstählen und Titan eine hohe Bauteilqualität sichern und bei allen Materialien für einen robusten Bauprozess sorgen.

Flexible Automatisierung

Gerade als erfahrener Maschinenbauer legt Trumpf den Fokus auch bei seinen 3D-Druckern auf die Automatisierung der Anlagen. So ist die Truprint 5000 in der Lage, automatisch den Fertigungsprozess zu starten. Sobald der Bauzylinder in der Anlage platziert ist, fährt er selbstständig auf seine Rüst- und Arbeitsposition. Das integrierte Nullpunktspannsystem ist die Basis für nachgelagerte Prozessschritte wie Erodieren, Fräsen oder Drehen, berichtet Trumpf. Es verbindet die Substratplatte automatisiert mit dem Kolben im Zylinder, sodass manuelle Arbeitsschritte, wie das Festschrauben, gänzlich entfallen.

Anschließend bringt ein Fahrsystem in der Prozesskammer Bauraum- und Zylinderdeckel in eine Lagerposition und der Fertigungsprozess startet selbstständig. Im nächsten Schritt kalibrieren sich die Laser, die Substratplatte richtet sich aus und der Bauprozess startet ebenfalls automatisch. Durch das integrierte Wechselzylinderprinzip lässt sich der Bauzylinder mit den fertig erzeugten Bauteilen ausfahren, während die Baukammer mit Schutzgas inert bleibt und direkt mit dem nächsten Baujob starten kann. Das senkt Stillstands- und Nebenzeiten und erhöht gleichzeitig die Produktivität des 3D-Druckers, erklärt der Hersteller.

Das Equipment zum Truprint soll eine Serienfertigung unterstützten.
Das Equipment zum Truprint soll eine Serienfertigung unterstützten. (Bild: Trumpf GmbH + Co. KG)

Automatisierte Peripherie

Die Siebstation von Trumpf reinigt mehrere Hundert Kilogramm Pulver pro Stunde und soll eine gleichbleibende Qualität des Materials sichern. Auch die Entpackstation ist nahtlos in die Prozesskette integriert; der abgedeckte Bauzylinder lässt sich direkt in die Station fahren. Vorteil: Das externe Entpacken führt zu einer hohen Maschinenverfügbarkeit. Durch Schutzhandschuhe und Sichtschutz kommt der Anwender beim Entpacken und Reinigen nicht mit dem Pulver in Berührung. Das überschüssige Material landet am Ende wieder in der Siebstation. Dadurch ist ein sicherer und geschlossener Pulverkreislauf gewährleistet, versichert Trumpf.

Mit ihrer flexiblen Automatisierungsschnittstelle ist die Anlage kompatibel für unterschiedliche Industrie- und Fertigungsszenarien. So lässt sich die 3D-Druck-Anlage je nach Fabrikkonzept schnell und einfach beispielsweise an einer automatisierten Roboterlösung, einem Schienensystem oder einem autonomen Fahrzeug anbinden.

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