Foto: Trumpf

3D Printing

Geschwindigkeit, Automatisierung und neue Materialien

Trumpf zeigt auf der Formnext neue Lösungen für die wichtigsten Branchentrends im 3D-Druck: Geschwindigkeit, Automatisierung und neue Materialien.

Im Rahmen der virtuell stattfindenden Fachmesse Formnext Connect präsentiert der 3D-Druck- und Laserspezialist Trumpf neue Lösungen für die wichtigsten Branchentrends Geschwindigkeit, Automatisierung und neue Materialien. Dazu gehören sowohl neue Produkte als auch erfolgreiche Applikationsentwicklungen in stark wachsenden Branchen. Klaus Parey, als Geschäftsführer verantwortlich für Additive Manufacturing bei Trumpf: „Der Markt für additive Technologien bleibt für Trumpf weiterhin sehr attraktiv. Insbesondere unsere Truprint 1000 mit grüner Laserstrahlquelle bekommt große Aufmerksamkeit in der industriellen Anwendung. Um Reinkupfer und Edelmetalle zu schmelzen, ist kurzwelliges, grünes Laserlicht die beste Wahl.“ Trumpf hat in den vergangenen Monaten seine Produkte und Lösungen im Bereich der additiven Technologien entscheidend weiterentwickelt und setzt auf ein breites Produktportfolio und eine große Materialvielfalt. 

Prozessgeschwindigkeit: Neue Düse verdoppelt Beschichtungsrate 

Bremsscheiben, Hydraulik- oder Dichtungszylinder sind Bauteile, die häufig mit einem Korrosions- oder Verschleißschutz versehen werden. Diese metallische Beschichtung gelingt per Laserauftragschweißen. Das auch Laser Metal Deposition (LMD) genannte Verfahren hat sich seit vielen Jahren bewährt. Es liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse und stellt nahezu riss- und porenfreie Schichten her. Die sogenannte Flächenrate, also die Geschwindigkeit der Beschichtung, liegt beim Standard-LMD-Verfahren typischerweise zwischen 10 und 50 cm²/min. Die auch als EHLA bekannte Highspeed-Variante von LMD erreicht heute im industriellen Umfeld zwischen 250 und 500 cm²/min. 
Trumpf ist es nun gelungen, mit Hilfe einer neuen Düsentechnologie die Flächenrate auf deutlich über 600 cm²/min zu erhöhen. Je nach Anwendung sind sogar Geschwindigkeiten bis zu 1000 cm²/min möglich. Wie das gelingt? Mit mehr Pulver, mehr Laserleistung und einem industrietauglichen Düsendesign. Denn um eine höhere Flächenauftragsrate zu erzielen, benötigt man zum einen mehr Pulver. Mehr Pulver wiederum bedeutet, dass man es auch schnell genug aufschmelzen muss. Deswegen sind zum anderen höhere Laserleistungen von bis zu 8 kW notwendig. Um allerdings diese hohen Laserleistungen einsetzen zu können, ist zudem eine robuste, gut gekühlte Düse notwendig. Genau dieses Zusammenspiel vereint Trumpf in seiner neuen Düsentechnologie, die insbesondere bei rotationssymetrischen Bauteilen deutlich höhere Flächenraten als bisher ermöglicht. 

Automatisierung: Neue Entpulverstation erhöht Reinheitsgrad 

Um die Produktivität bei Additive Manufacturing weiter zu erhöhen, arbeitet Trumpf intensiv daran, die vor- und nachgelagerten Arbeitsschritte in der gesamten Prozesskette zu optimieren. Auf der Formnext präsentiert das Unternehmen für das pulverbett-basierte Produktionsverfahren Laser Metal Fusion (LMF) eine neue Entpulverstation. Sie vereint zwei Prozessschritte in einer Anlage: das Entpacken und das Entpulvern von 3D-gedruckten Metallbauteilen. Was bisher ein Maschinenbediener manuell mit Hilfe von Absaugdüsen und Bürsten erledigt, gelingt mit der neuen Entpulverstation gerade bei komplexen Bauteilen nun deutlich einfacher und teilweise automatisch. Die Anlage dreht das fertig gedruckte Bauteil auf den Kopf und beginnt bei Bedarf auch zu vibrieren, bis das Bauteil nahezu vollständig vom Restpulver befreit ist. Somit führt der neue Entpulver-Prozess zu einem deutlich höheren Reinigungsgrad der Bauteile. Ein weiterer Vorteil: Der Maschinenbediener ist vor gesundheitsgefährdenden Stäuben geschützt, da das Bauteil in der mit Schutzgas gefluteten inerten Kammer verbleibt, bis es vom Restpulver befreit ist. 

Materialvielfalt: grün macht Kupfer, Gold und Platin möglich 

Vor zwei Jahren hat Trumpf auf der Formnext erstmals demonstriert, wie sich mit Hilfe eines Scheibenlasers mit grüner Wellenlänge Reinkupfer und Edelmetalle drucken lassen. Denn Kupfer und Gold etwa reflektieren die bei herkömmlichen 3D-Druckern eingesetzte Infrarot-Wellenlänge stark, sodass der Schmelzprozess nicht möglich ist. Die grüne Wellenlänge ist deutlich kürzer als die infrarote, damit gelingt der 3D-Druck von Reinkupfer und Edelmetallen. Trumpf hat die Truprint 1000 Green Edition mittlerweile erfolgreich im Markt etabliert und verzeichnet damit durchschlagende Erfolge. So produziert beispielsweise der Trumpf Kunde Toolcraft damit Bauteile für unterschiedliche Branchen, und das Unternehmen C. Hafner baut damit Uhrengehäuse aus Rotgold und Platin. Auch am Fraunhofer IWS laufen die „grünen Drucker“ von Trumpf auf Hochtouren, mehrere Institute arbeiten hier in unterschiedlichen Forschungsgebieten mit der Truprint 1000 Green Edition.