3D-Druck

Wettbewerbsfähig bis zum Spritzguss

Die Produktivität eines neuen 3D-Druck-Verfahrens für den Kunststoffbereich soll so hoch sein, dass es in vielen Anwendungen mit dem Spritzguss konkurrieren kann. Damit könnte ein weiterer Schritt zur Anwendung des 3D-Drucks als eine in zusätzlichen Anwendungen wirtschaftliche und schnelle Alternative erreicht werden.

Schneller und wirtschaftlicher zum Kunststoff-Bauteil im 3D-Druck dank neuer Maschinenkonzeption. © EOS

Mit der Laserprofusion-Technologie präsentiert EOS ein Verfahren zur additiven Fertigung mit Kunststoffen: Knapp eine Million Diodenlaser schmelzen den Werkstoff auf und lassen das Bauteil entstehen. Das Unternehmen setzt also weiterhin auf diese Energiequelle und das Pulverbettverfahren. Im Gegensatz zum bisherigen Laser-Sintern fährt aber nicht ein CO2-Laser das gesamte Baufeld ab, sondern es kommen bis zu einer Million Diodenlaser zum Einsatz. Diese können eine Gesamtleistung bis 5 Kilowatt erreichen. Pro Bauteilschicht werden auf den Pixel genau nur die Laser an den Stellen zum Schmelzen des Pulvers aktiviert, an denen es die CAD-Daten des Bauteils vorgeben. Die Dauer der Belichtungszeit werde mit der neuen Technologie signifikant verkürzt und ist unabhängig von der Anzahl der Bauteile und ihrer Geometrie.

Bis es dazu kommt, ist ein problemloser Datenfluss erforderlich. Der wurde während der Formnext anhand einer Produktionseinheit für den industriellen 3D-Druck mit Metallwerkstoffen demonstriert. Diese integriert und verbindet die wichtigsten Lösungen für einen optimalen Teile- und Datenfluss über alle Produktionsschritte hinweg – von der Konstruktion über den AM-Bauprozess bis zur Qualitätssicherung. Das ist eine Voraussetzung für die AM-Serienproduktion.

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Bereits vor dem AM-Bauvorgang simuliert die Software Amphyon von Additive Works den Bauprozess und kann so Problembereiche des zu fertigenden Bauteils frühzeitig erkennen und lösen. Das CAM-Tool Esosprint 2 ermöglicht die Optimierung von Bauteil-CAD-Daten für EOS-Systeme. Mit beiden Lösungen können Anwender ihre Teiledaten für den Bauprozess vorbereiten. Ein weiterer Vorteil: Die Algorithmen von Eosprint 2 können direkt in viele CAD-Systeme integriert werden. Das erlaubt einen unterbrechungsfreien und eng verzahnten Arbeitsfluss in einer konsistenten Software-Umgebung.

Um die additive Fertigung vollständig in industrielle Produktionsumgebungen zu integrieren, kann die Produktionszelle über Eosconnect mit offener OPC UA Schnittstelle mit MES/ERP-Anwendungen verbunden werden. Auch neue digitale Marktplätze und IoT-Plattformen werden unterstützt. So sind alle gewonnenen Maschinen- und Produktionsdaten in Echtzeit nutzbar und die Basis für eine digitale Fabrik gegeben. Als erstes Element der Eosconnect Software-Suite ist Core verfügbar. Weitere Module sind in Entwicklung.

Eine neue Systemgenerationen einen Remote Service mit einer sicheren Datenverbindung in die Maschinen ermögliche es EOS, den Kunden schneller beratend und helfend zur Seite zu stehen. Der Verbindungsaufbau geschieht auf Initiative des Kunden und nur temporär, nach Abschluss der Kommunikation wird die Verbindung getrennt. Die Datenhoheit des Kunden sei damit immer sichergestellt – bei hoher Maschinenverfügbarkeit.

Zuverlässige Bauteileigenschaften
EOS führt Klassifizierungen zur technologischen Reife seiner Polymer- und Metallmaterialien sowie Prozesse in Form von Technology Readiness Level (TRL) ein. Damit bietet das Unternehmen eine Dokumentation, die Unternehmen den Vergleich des industriellen 3D-Drucks mit traditionellen Fertigungstechnologien und anderen 3D-Druck-Technologien erleichtern soll. Das TRL-Konzept ist in zahlreichen Industrien etabliert. So spricht man bei Level 5 von einer Verifizierung der technischen Lösung, während beim (höchsten) Level 9 die volle Produktionsfähigkeit mit umfangreichen statistischen Daten belegt ist. Mit validen Kennwerten zu Bauteileigenschaften erleichtert und beschleunigt das Unternehmen den Übergang zur additiven Serienfertigung.

Zur einfachen Orientierung gliedert EOS seine Werkstoffprodukte künftig in zwei Kategorien: Core-Produkte umfassen TRL 3 bis 6, Premium-Produkte umfassen TRL 7 bis 9 und adressieren damit den Einsatz in der Serienproduktion. Ein Ziel ist dabei die schnellere Verfügbarmachung von neuen Materialien am Markt mit klarem Werteversprechen.

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