Additive Manufacturing: Schweiß-Lichtbogen druckt Metallteile

Additive Manufacturing

Schweiß-Lichtbogen druckt Metallteile

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Die Gefertec GmbH will zur Messe EMO eine CNC-Anlage auf den Markt bringen, die große Bauteile additiv mit dem Lichtbogen baut. Die Berliner bezeichnen die Methode als „das wirtschaftlichste generative Verfahren“ für endkonturnahe Metallteile. ❧ Olaf Stauß

Der Coup der Gefertec-Ingenieure besteht darin, den Schweiß-Lichtbogen so zu bändigen, dass er Metall auf CNC-Bahnen aufträgt – Schweißraupe für Schweißraupe gemäß CAM-Datensatz. Die große Stärke des 3DMP-Verfahrens (3D Metal Print) ist der schnelle und hohe Materialauftrag. „Das Know-how steckt in der Fünfachsigkeit“, erklärte Vertriebsingenieur Marcus Ortloff, als er die Anlage präsentierte. Das war im April auf dem Technologietag der FIT AG, einem Pionierunternehmen für die additive Fertigung und jetzt dem ersten Kunden von Gefertec. Mit 3DMP sieht der Fertigungsprozess für Metallteile so aus: Software bereitet die CAD-Daten auf und sieht ein Aufmaß für das spätere Zerspanen vor. Im Lichtbogen wird Metalldraht aufgeschmolzen und über ein Linear-Achssystem und eine optionale Dreh-Schwenkeinheit aufgetragen. Die Schweißbahnen kommen sowohl neben- als auch übereinander zu liegen. Die Auflösung beträgt ±3 mm laut Gefertec. Ist der 3DMP-Prozess abgeschlossen, wird der wellige Rohling einem 3D-Scan unterzogen und auf einer CNC-Fertigungszelle subtraktiv fertigbearbeitet.
Passt die neuartige Herstellmethode, kann der Anwender sehr viel Material, Zeit und damit Geld sparen. Prinzipiell lassen sich alle schweißbaren Metalle verarbeiten. Die Wanddicken reichen von 2,5 mm bei Stahl und 3 mm bei Aluminium bis zu rund 10 mm. Mit bis zu 600 cm³/h sind die Aufbauraten mehrfach höher als bei anderen Druckprozessen, dafür schließt sich noch der Zerspanprozess an. Den rund 1 kg schweren Alu-Hohlkörper im Bild „haben wir in rund zwei Stunden gedruckt“, meint Marcus Ortloff.
Nicht zufällig wurde Ortloff in lebhafte Gespräche mit Interessenten verwickelt, die häufig (Ersatz-)Bedarf an großen Teilen bis hin zu Losgröße 1 haben. Sie konventionell zu produzieren ist mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. 3DMP könnte hier deutliche Entlastung bringen. Bis zu 1 m³ große Teile lassen sich derzeit drucken, die maximale Kantenlänge beträgt 1,1 m bei der 5-Achs-Maschine.
Die 3DMP-Technik ist noch neu. Statische Belastungstests wurden gemacht, dynamische stehen noch aus, hieß es Anfang April. Gefertec wurde 2015 gegründet und gehört zur Scansonic-Gruppe. Dass die heute 18 Mitarbeiter die Anlagen so schnell entwickeln konnten, liegt auch an den Grundtechnologien und -komponenten, die in der Praxis bewährt sind. Für den Lichtbogen nutzen sie die CMT-Schweißtechnik von Fronius, Steuerung und Antriebe beziehen sie von Siemens, und CNC-Kinematiken sind ohnehin ausgereift. Im September kommen die Maschinen zur EMO auf den Markt.
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