Foto: GF Machining Solutions

3D Printing

Zukunftstechnologie Metall-3D-Druck innerhalb einer Woche

Krüger Fertigungstechnologie steigt binnen einer Woche in Zukunftstechnologie ein und nimmt 3D-Metalldrucker von GF Machining Solutions in Betrieb.

Im vergangenen Jahr wurde bei der Krüger Fertigungstechnologie GmbH & Co. KG in Biedenkopf die 3D-Metalldruckmaschine DMP Flex 350 von GF Machining Solutions installiert, womit das Unternehmen in die Zukunftstechnologie Metall-3D-Druck einstieg. Bereits seit dem Jahr 1996 ist die Krüger Fertigungstechnologie GmbH & Co. KG in Biedenkopf in der Lohnfertigung tätig, neben dem HSC-Fräsen hauptsächlich im Bereich Erodieren. Geschäftsführer Friedhelm Krüger wollte sich jedoch nicht auf seinen Lorbeeren ausruhen und investierte in die DMP Flex 350. „Mit ihr können wir unseren Kunden ein noch breiteres Leistungsportfolio bieten“, so Friedhelm Krüger. „Ich bin beeindruckt, wie schnell und reibungslos das Team von GF Machining Solutions den 3D-Metalldruck bei uns eingerichtet hat.“ Innerhalb von nur einer Woche war der Drucker aufgestellt, in Betrieb genommen, und auch das Personal war geschult. „Bevor wir eine neue Maschine aufstellen, analysieren wir den Schulungsbedarf des Kunden“, erklärt Robert Volland, Verkaufsingenieur bei GF Machining Solutions. „Bei Krüger war schon einige Erfahrung mit moderner 3D-Software vorhanden; darauf konnten wir aufbauen. Da unsere Anlagen schnell aufgestellt sind, konnten wir bei Krüger vor Ort direkt an der Maschine schulen, sodass nach einer Woche alles abgeschlossen war.“ Damit war Krüger bereit für die Ausführung von ersten Sonderbestellungen.

3D Xpert – integrierte All-in-One-Software 

Dass die neue Fertigungstechnologie so schnell eingeführt wurde, hängt auch mit der integrierten Software für die additive Fertigung 3D Xpert zusammen, die den Anwender beim Druckprozess unterstützt. „Besonders hilfreich finden wir die automatisch optimierte Ausrichtung des Bauteils im Bauvolumen“, berichtet Friedhelm Krüger. „Das verbessert nicht nur die Qualität der Teile, sondern sorgt dafür, dass wir das Bauvolumen mit mehreren Teilen optimal ausnutzen. Das spart Kosten – eine Ersparnis, die wir gern an unsere Kunden weitergeben. Teil dieser automatischen Optimierung sind auch die Supportstrukturen. Diese werden mit Berücksichtigung der Bauteilabstützung, des Materialverbrauchs und der Druckzeit gleich mitgeneriert.“ „Von großem Vorteil ist die einfache Integration von anderen Fertigungstechnologien. Mit 3D Xpert können wir ganz leicht Hybridteile fertigen, beispielsweise 3D-gedruckte Teile, die noch nachgefräst oder erodiert werden müssen“, erklärt Friedhelm Krüger.

Alleinstellungsmerkmal durch Integration in die Prozesskette

Der 3D-Druck war für Krüger eine wichtige Portfolioerweiterung: Nun kann das Unternehmen für seine Kunden Bauteile herstellen, die früher nicht realisierbar waren. So fertigte Krüger für das weltweit größte Kernfusionsprojekt ITER einen speziellen Wärmetauscher aus einem Stück – möglich durch eine Kombination aus 3D-Druck und Erodieren. „Wir können nun alle Arten von Fertigungstechnologie anbieten – das ist ein entscheidendes Alleinstellungsmerkmal“, erklärt Krüger den strategischen Vorteil. „Der Kunde bekommt das komplette Bauteil aus einer Hand und spart damit Zeit und Aufwand.“ Ein weiteres Plus ist die kurze Lieferzeit, die für Kunden aus dem Bereich Forschung und Entwicklung oftmals eine Rolle spielt. Hinzu kommen die Echtzeit-Prozessüberwachung und die Nachverfolgbarkeit, die die DMP Flex 350 für Kunden aus der Luftfahrt oder Medizintechnik interessant machen. „Mit der automatischen Überwachung wird jeder einzelne Layer des Bauteils dokumentiert“, so Robert Volland. „Es werden ein Foto und ein Wärmebild aufgenommen. Damit ist eine lückenlose Nachverfolgbarkeit gewährleistet.“ Der Vorteil liegt dabei nicht nur in der nachgeschalteten Qualitätssicherung, sondern ebenso in einer Prozessüberwachung in Echtzeit. „Die Überwachung ist ein entscheidendes Werkzeug zur Fertigungsparameter-Optimierung“, ergänzt Volland. Denn damit wird die Nachverfolgbarkeit von Produktionsdaten gewährleistet, was zum Beispiel in der Medizintechnik auf Grund der gesetzlichen Bestimmungen eine ganz wichtige Rolle spielt.

Metall-3D-Druck mit hohem Durchsatz und hoher Dichte

Zu den Kernelementen eines 3D-Metalldruckers zählt der Mechanismus, der eine neue Pulverschicht aufbringt. Diese Pulverschichten bilden in ihrer Summe das fertige Bauteil. Die DMP Flex 350 verfügt über einen bidirektionalen Beschichter. Das bedeutet, dass der Arm, der eine Pulverschicht aufträgt, dies bei jeder Vor- und Zurückbewegung tut. Im Vergleich zu anderen Systemen wird auf diese Weise die Anzahl der Beschichterbewegungen halbiert und als Konsequenz die Produktivität verdoppelt. Ähnlich wie beim Schweißen ist es beim 3D-Druck wichtig, dass keine Luft das Pulver kontaminiert, da das erhitzte Material sonst oxidieren würde. Während die meisten 3D-Drucker ihr Bauvolumen kontinuierlich mit teurem Argon fluten, wählte GF einen anderen Weg: Vor der Bearbeitung wird dem Innenraum die komplette Luft entzogen, so dass ein Vakuum entsteht, das dann einmalig mit Argon geflutet wird. Neben einem Kostenvorteil resultiert dieses Verfahren in einer besseren Qualität: Im Metallpulver, das bei 3D-Druckern als Basismaterial verwendet wird, kann Luft enthalten sein, untergemischt wie die Kohlensäurebläschen in Mineralwasser. Ein Vakuum zwingt die Luftpartikel an die Oberfläche. Ein Bauteil, das aus luftfreiem Pulver gefertigt ist, ist dichter und damit stabiler. Von großem Vorteil ist dieses Verfahren auch bei der Verarbeitung von Titan, das häufig in der Medizintechnik eingesetzt wird, da die Oxidation des Titanpulvers nur so ausgeschlossen werden kann. Ein weiteres Feature der DMP Flex 350 ist das austauschbare Druckmodul. Es sorgt dafür, dass die aufwendige Reinigung bei einem Materialwechsel entfällt. 


Schneller Start mit Zukunftstechnologie

Der Einstieg von Krüger Fertigungstechnologie in den 3D-Druck war nach nur einer Woche vollbracht. Doch von der strategischen Entscheidung für die DMP Flex 350 von GF Machining Solutions wird das Unternehmen noch lange zehren. Denn Krüger verfügt damit schon heute über eine leistungsfähige Fertigungslösung für die Bauteile von morgen.