Additive Fertigung Wenn Metalle schmelzen wie Schnee in der Sonne

Redakteur: Jürgen Schreier

Bei der Produktion von Teilen mit komplexer Geometrie können additive Verfahren ihre Vorteile ausspielen. Luftfahrtzulieferer Blok setzt dabei auf Laser-Cusing, die Wieland-Gruppe produziert Vorserienteile und Prototypen via Metallpulver-Spritzguss.

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Geschäftsabschluss zwischen Jan Floor van Egmond, Direktor von Landré und Erik Blok, CEO der Blok Group (v.l.n.r.) im Showroom von Landré.
Geschäftsabschluss zwischen Jan Floor van Egmond, Direktor von Landré und Erik Blok, CEO der Blok Group (v.l.n.r.) im Showroom von Landré.
(Bild: Concept Laser)

Trendsetter will sie sein, wenn es um die Entwicklung und Produktion von hochwertigen Bauteilen und Lösungen für anspruchsvolle Branchen geht: die niederländische Blok Group. „In den frühen 1990er-Jahren waren wir die Ersten hierzulande, die in die modernsten Dreh- und Fräsmaschinen investierten“, erinnert sich Firmenchef Erik Blok. Heute setzt Hollands Pionier in Sachen Hightech-Zerspanung erneut auf eine innovative Technologie: die additive Fertigung mit Metall. Von den Auftraggebern werde das gefordert, so Firmenchef Blok, insbesondere von der Luftfahrtindustrie.

Anlagen für verschiedene Geometrien

Deshalb geht nichts ohne ein ausgefeiltes Qualitätsmanagement. Alle Prozesse der Blok Group entsprechen den AS-9100-C-Aviation-Standards der International Aerospace Quality Group (IAQG). Auch die neuen 3D-Anlagen von Concept Laser werden die adäquaten Tools für QS und Dokumentation bieten, die während der Entstehung des Bauteils die validen Daten gleich mitliefern.

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Entschieden hat man sich bei Blok für die neue X Line 2000R. Sie wird zugleich die erste Anlage dieser Größenordnung in den Niederlanden sein. Mit einer Bauraumgröße von 800 mm × 400 mm × 500 mm bietet die Maschine den derzeit weltweit größten Bauraum für das Laserschmelzen von Metallen. Herzstück ist das Dual-Laser-System, das mit zwei Lasern mit je 1000 W Leistung arbeitet.

Außerdem arbeitet die X line 2000R mit einer neuen Siebstation: Anstelle des Taumelsiebes kommt ein leises Vibrationssieb zum Einsatz. Das Konzept ist sehr kompakt, denn der Überkornbehälter ist kleiner und in der Siebstation integriert. Das neue Siebmodul reduziert den Footprint der Anlage – sie ist optisch komplett verkleidet, was ein sauberes und aufgeräumtes Umfeld bietet. Die Dosiereinheit wurde auch überarbeitet. Nun erfolgt eine komplette Dosierkammerbefüllung vollautomatisch innerhalb eines Zyklus.

M2 Cusing von Concept Laser rundet Spektrum im mittleren Maschinensegment ab

Zusätzlich zur X Line 2000R hat die Blok Group noch eine M2 Cusing geordert. Diese erscheint im Vergleich zum Vorgängermodel in einem optisch neuen Gewand. Laserquelle und Filtertechnik wurden in die Anlage integriert. Auch wurde die Filterfläche, des nun standardmäßig wasserflutbaren Filters, verfünffacht. Auf dieser Anlage entstehen zukünftig mittelgroße 3D-Geometrien, um Blok als umfassenden Dienstleister für das Laserschmelzen von Metallen in den Niederlanden zu positionieren. Die Installation der neuen Kapazität beginnt im August 2015 mit der M2 cusing, der die X line 2000R dann im 1. Quartal 2016 folgen wird.

Die Investition in das 3D-Drucken ist Ausdruck einer strategischen, langfristigen Partnerschaft zwischen der Blok Group, Landré sowie Concept Laser. Die Blok Group ist dabei der fertigungstechnische Dienstleister als Druckzentrum, Landré als Vertriebspartner vor Ort und Concept Laser der Anlagenanbieter. Dazu Oliver Edelmann, Leiter Vertrieb und Marketing bei Concept Laser: „Wir sind sehr froh mit der Blok Group einen strategisch wichtigen Partner in den Niederlanden gewonnen zu haben. Eine solche Partnerschaft bietet dem Verarbeiter die Möglichkeit, Werkstoff-Know how und neue konstruktive Ansätze für 3D-Geometrien mit optimalen Anlagenparametern zu verbinden. So können Anforderungen der Anwendung ideal mit den Optionen der Anlagen- und Verfahrenstechnik verknüpft werden.“

3D-Druck beschleunigt Reifenherstellung

Ebenfalls auf den 3D-Druck setzt man in der Automobilindustrie – sei es im Prototyping, im Formenbau oder in der Kleinserie. So präsentierte SLM Solutions, Spezialist von Anlagen für das selektive Laserschmelzen, auf der Tire Technology Expo 2015 in Köln die Einsatzmöglichkeiten der SLM-Anlagentechnologie im Reifenfertigungssektor. So lassen sich mit den Anlagen des Lübecker Unternehmens – etwa mit der Universalanlage SLM 280 HL – schnell und effizient Segmente für die Reifenformen herstellen und dadurch die Produktionsprozesse in der Reifenherstellung spürbar beschleunigen.

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Rasch zum Protoypen oder Vorserienbauteil: Das verspricht die Wieland-Gruppe mit ihrem Metallpulver-Spritzguss (Metal Injection Moulding), der viele Designfreiheiten bietet. Jetzt hat das Ulmer Unternehmen einen Fertigungsprozess etabliert, der eine schnellere und kostengünstigere Herstellung von Musterbauteilen und Vorserienmodellen ermöglicht. „Hierfür nutzen wir den 3D-Druck, um ein kostengünstiges Spritzgusswerkzeug aus Kunststoff herzustellen“, erläutert Dr.-Ing. Uwe Hofmann, Leiter Neue Produktlinien. „Mit diesem Werkzeug fertigen wir im Metallpulver-Spritzguss Bauteile, die den Kunden als Design- oder Funktionsprototypen dienen.“

Kostengünstige Fertigung von Vorserienteilen

Hauptvorzüge dieses neuartigen Verfahrens, das Wieland zusammen mit dem 3D-Drucker-Hersteller Stratasys realisiert, sind enorme Zeit- und Kostenersparnisse. „Während die konventionelle Herstellung eines Serienwerkzeugs aus Stahl mehrere Wochen in Anspruch nimmt und oft einen fünfstelligen Betrag kostet, stellen wir das Werkzeug meist innerhalb von wenigen Tagen zu einem Bruchteil der Kosten her“, so Hofmann. Das Ergebnis ist ein Prototyp von hoher Qualität, der sich für umfangreiche Funktions- und Belastungstests einsetzen lässt.

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