Generative Fertigung in Fertigteilqualität

LASERTEC 65 3D

In Zeiten immer kürzer werdender Produktlebenszyklen und zunehmend komplexer und individualisierter Bauteile können generative Verfahren Unternehmen helfen, neue und innovative Produkte schneller zu fertigen. Generative Fertigungsverfahren ermöglichen die Herstellung komplexer Geometrien und Werkstücke. Die einmalige Technologiekombination von Laserauftragsschweißen mittels Pulverdüse und Fräsen ermöglicht dem Anwender völlig neue Applikations- und Geometriemöglichkeiten. SAUER LASERTEC offeriert mit der LASERTEC 65 3D jetzt eine Hybridlösung für das kombinierte Laserauftragsschweißen und 5-Achs-Fräsen. Bei dem Verfahren wird ein Auftragsprozess mittels Metallpulverdüse umgesetzt, der bis zu 20-mal schneller ist als das Generieren im Pulverbett.

Der Markt für additive Verfahren ist in der Vergangenheit rasant gewachsen. Bisher waren die Verfahren jedoch auf die Herstellung von Prototypen und Kleinteilen beschränkt, die sonst mit keinem anderen herkömmlichen Verfahren gefertigt werden konnten. Mit der Kombination beider Verfahren, der additiven sowie der spanenden Bearbeitung auf einer Maschine, ergänzt und erweitert die additive Technologie die traditionellen Bearbeitungsmethoden.

Die LASERTEC 65 3D ist für die generative Fertigung mit einem 2 kW-Diodenlaser für das Laserauftragsschweißen ausgerüstet, wobei die vollwertige 5-Achs-Fräsmaschine von DECKEL MAHO in stabiler monoBLOCK - Bauweise auch hochpräzise Fräsoperationen ermöglicht. „Die LASERTEC 65 3D eignet sich aufgrund des vollautomatischen Wechsels zwischen Fräs- und Laserbetrieb für die Komplettbearbeitung komplexer Bauteile mit Hinterschnitt, aber auch für Reparaturarbeiten sowie das Aufbringen von partiellen oder kompletten Beschichtungen für den Formen- und Maschinenbau oder auch die Medizintechnik“, erläutert Friedemann Lell, Vertriebsleiter SAUER LASERTEC, in Pfronten.

Herstellung von 3D Konturen

Mittels Diodenlasers wird das Metallpulver schichtweise auf ein Basismaterial aufgetragen und ebenso poren- wie rissfrei mit diesem verschmolzen. Dabei geht das Metallpulver eine hochfeste Schweißverbindung mit der Oberfläche ein. Ein koaxiales Schutzgas verhindert die Oxidation während des Aufbauprozesses. Nach dem Erkalten entsteht eine Metallschicht, die mechanisch bearbeitet werden kann.

Weil das Laserauftragsschweißen als einzelne Technologie längst bewährt ist, lässt es sich ideal in die qualitativ hochwertigen CNC Maschinen von DMG MORI integrieren. „Die Kombination von spanenden und additiven Verfahren wird in Zukunft noch an Bedeutung gewinnen, denn sie eröffnet dem Anwender viele neue Möglichkeiten und Vorteile“, so Lell.

Eine Stärke dieses Verfahrens ist die Möglichkeit, Schichten verschiedener Materialien sukzessive aufzubauen. Momentan wird mit zwei Optiken gearbeitet mit Spurbreiten von 1,6 mm oder 3 mm. Auch können komplexe 3D-Konturen ohne Stützgeometrie schichtweise generiert werden.

Die einzelnen Schichten können anschließend präzise spanend bearbeitet werden, bevor die Stellen aufgrund der Geometrie des Bauteils nicht mehr für einen Fräser oder andere Werkzeuge zugänglich wären. Die Kombination beider Verfahren macht Sinn für Instandsetzungsarbeiten und die Herstellung von Werkzeugen und Formen. Sie bietet jedoch auch viele interessante Optionen für Leichtbau-Komponenten, Prototypen oder Kleinserien – insbesondere im Bereich der Herstellung großer Teile, wo andere additive Herstellungsverfahren aufgrund des begrenzten Bauraums nicht angewendet werden können.

Kostengünstige Lösung

Große Maschinen, wie sie für die Bearbeitung sperriger Bauteile im Energie- oder Aerospacebereich gebraucht werden, sind tendenziell teuer. Reduziert man daher das Schruppen, Auftragen und Schlichten auf eine einzige Maschine, so stellt dies eine finanziell vorteilhafte Lösung für den Kunden dar.

In der Energie- und Ölindustrie müssen Bauteile außerdem oft mit korrosionsfesten Legierungen zum Verschleißschutz beschichtet werden. Das Auftragsschweißen bietet Schutz für Produkte wie Rohre, Armaturen, Flansche und Spezialanfertigungen, die in aggressiven Umgebungen eingesetzt werden. Mit einer Hybrid-Maschine kann das Bearbeiten des Grundwerkstoffs, das Beschichten sowie die Endbearbeitung auf einer Maschine erfolgen. Kosteneinsparungen und Reduzierung der Durchlaufzeiten sind die Folge.

Highlights LASERTEC 65 3D

• Einzigartige Kombination aus Laserauftragen und Fräsen ermöglicht beste Oberflächen sowie Bauteilpräzision
• Laserauftragsschweißen mit Pulverdüse: 10 × schneller als Pulverbett-Verfahren
• Umsetzbarkeit auch von kompletten Bauteilen
• Viele 3D-Geometrien auch mit Hinterschneidungen ohne Stützkonstruktion realisierbar
• Reparatur von Turbinenkomponenten sowie im Werkzeug- / Formenbau
• Aufbringen von Verschleißschichten
• Komplettbearbeitung mit vollautomatischem Wechsel zwischen Fräs- und Laserbetrieb
• Großer Arbeitsraum für Werkstücke bis Ø 500 mm, 360 mm Höhe und max. 1.000 kg
• Zugänglichkeit und Ergonomie: Türöffnung 1.430 mm, optimale Zugänglichkeit von vorne
• Geringer Platzbedarf mit 7,5 m² Aufstellfläche