Metallsystem M 300: Konzipiert für die Serienfertigung

Wie EOS die additive Zukunft gestaltet

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Modularität, Flexibilität und gesteigerte Produktivität sind das Kennzeichen des neuen Lasersinter-Metallsystems EOS M 300. Mit ihm sieht der Anlagenbauer die Grundlagen gelegt für die additive Serienfertigung in großem Stil – und erwartet, dass es bald losgeht.

Olaf Stauß

„Wir sind vorbereitet und wir bereiten uns vor.“ Das sagte Thomas Weitlaner, Director Business Development, auf den „EOS Technology Days Metal 2018“. Es ist die vielleicht wichtigste Botschaft der Veranstaltung im Juli. Auf ihr machte der Hersteller für Lasersinter-Anlagen vor Unternehmensvertretern und Fachpresse deutlich, dass er die nötigen Voraussetzungen geschaffen hat, um moderne additive Produktionen für Metallteile bei Kunden zu realisieren.

EOS geht davon aus, dass die Nachfrage nach solchen Produktionen bald einsetzen und schnell steigen wird. Weitlaner ließ aber auch durchblicken, dass der Zeitpunkt schwer zu bestimmen ist. „Wir haben 100 Kunden gefragt, wann die voll integrierte digitale Fabrik zum Standard werden wird“, berichtete er. Mehr als die Hälfte gaben 2025 als ihre Schätzung an. „Man kann darüber streiten“, meinte Weitlaner. „Aber sicher ist: Die digitale Produktion kommt.“

EOS treibt und ist Getriebener zugleich. Die maschinentechnischen Erfolge bei Additive Manufacturing (AM) liefern der Industrie starke Anstöße für die Digitalisierung. Andererseits erwarten die Unternehmen, die sich die digitalisierte Prozesskette auf die Fahne geschrieben haben, dass es auch beim Kernsegment AM zügig voran geht. Der Druck ist groß. „Dieses Jahrzehnt entscheidet, wer morgen der Spitzenreiter sein wird“, sagte Weitlaner. Zugleich steigt das Interesse am 3D-Metalldruck. Schon heute gibt es Beispiele, in denen die additive Fertigung ihre Vorteile voll ausspielt.

Ariane-Einspritzkopf: Ein Teil ersetzt 248 Teile

Als Case Study präsentiert EOS den Einspritzkopf eines neu entwickelten Raketentriebwerks für die Ariane. Durch AM gelang es dem Unternehmen ArianeGroup, den Einspritzkopf an einem Stück zu fertigen anstatt bisher aus 248 Einzelteilen. Das Bauteil aus der Nickelbasislegierung „EOS NickelAlloy IN718“ integriert die Funktion von 122 Einspritzelementen in sich. Die Herstellkosten sinken um 50 %, ebenso verringert sich die Produktionszeit.

Im Mai 2017 starteten die Unternehmen Premium Aerotec, EOS und Daimler das Projekt NextGenAM. Es hat sich zum Ziel gesetzt, ein automatisiertes System zur additiven Serienfertigung von Aluminiumteilen zu entwickeln. Premium Aerotec liefert bereits heute 3D-gedruckte Metallteile aus Titan. Die Teilnahme von Daimler macht klar, dass auch Großserien im Fokus des Projekts stehen. „Wir verfolgen schon seit zehn Jahren das Ziel, AM als eine industrielle Fertigungstechnik zu etablieren“, sagt EOS-Manager Weitlaner. „Jetzt scheint die Vision wahr zu werden.“

Der Fortschritt braucht Szenarien. EOS hat für sich festgelegt, dass die additive Serienfertigung ab 2020 in Schwung kommt und dann weltweit hochfahren wird. Um dafür bereit zu sein, hat der Lasersinter-Pionier eine Vielzahl an Hardware-, Software- und Service-Tools entwickelt, die AM für die moderne Industrieproduktion fit machen sollen. Als Inbegriff der neuen Möglichkeiten hob EOS auf den Technology Days das neue System EOS M 300 hervor.

Lasersinter-System M 300 wird zur Messlatte

Es gibt noch keine schriftlichen Informationen über diese neue Anlage, sie wird erst zur Messe IMTS in Chikago vorgestellt. Doch in Krailling gab Produktmanager Karsten Behrend bereits die Eckdaten bekannt, die künftig für EOS die Messlatte sind. Er sprach dabei von der „M 300 Series“ als einer Art neuen Plattform, die Fortschritte in den Kategorien Produktivität, Reproduzierbarkeit, Flexibilität und Automatisierbarkeit sowie Prozesssteuerung bringt.

Vom Bauraum her gesellt sich die M 300 zur M 290. „Die M 300 ist vier bis zehn Mal produktiver“, sagte Behrend. Statt mit einem operiert sie mit vier 400-W-Lasern, die jeweils den gesamte Bauraum abdecken. Welches Potenzial darin steckt, zeigt das Beispiel des erwähnten Einspritzkopfes: ArianeGroup konnte durch Umsteigen auf eine M400-4-Anlage mit vier Lasern die Bauzeit von 65 auf 35 h verkürzen.

Die neue M 300 bietet mit ihrer Modularität eine bisher nicht gekannte Flexibiltät, durch die der Nutzer sein eigenes Maß an Automation realisieren kann. Allein für das Prozess-Monitoring bietet EOS vier Lösungen an. Die Anlage lässt sich entweder wie bisher mit einem Pulverbehälter befüllen oder aber vollautomatisch rund um die Uhr aus einem zentralen Reservoir.

Automations-Option: Teile inline entpacken

Damit die M 300 nach Abschluss des Lasersinter-Jobs nahtlos weiter produzieren kann, lässt sich die Bauplattform leicht entnehmen. Für das An- und Abdocken sorgen bei Bedarf autonome Transporter. Mehrere Anlagen können sich auch Module teilen, zum Beispiel eine Entpackungsstation (shared modules). Die Metallteile lassen sich bequem von zwei Seiten entpacken – oder als Option sogar inline automatisiert. Das Fazit: „Für alles gibt es verschiedene Lösungen, nur die Prozesskammer bleibt dieselbe.“

Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit hatten bei der Neuentwicklung hohe Priorität, betonte Behrend. Die Ingenieure begannen damit, die Schutzgasströmung im Bauraum gezielt in 3D zu gestalten, um die Prozesskammer rückstandsfrei zu halten. Als großen Wurf sehen die Konstrukteure, dass die Laser bei der M 300 mechanisch entkoppelt eingebaut werden. Verzüge und Erschütterungen in der Prozesskammer können somit die Belichtung nicht mehr beeinflussen. Und das Filtersystem der M 300 arbeite nun wartungsfrei.

Das sind nur einige vorweggenommene Features. Mindestens so wichtig dürfte die Software-Einbindung sein, die EOS vorsieht: Die Anlagen lassen sich horizontal und vertikal vernetzen. Die Software Eosprint2 kann „nahtlos“ in CAD/CAM-Systeme wie Siemens NX integriert werden, die Eostate-Suite macht optional vier Lösungen für das Prozess-Monitoring zugänglich.

Vertikal dient Eosconnect als ein zentraler Datenhub und sorgt für die Anbindung an das MES/ERP-System und auf Wunsch an das Internet of Things (IoT) und damit zu digitalen Marktplätzen. Schlagworte sind hier Remote Services oder Distributed Manufacturing.

EOS hat diese Technologie-Lösungen in eine ganzheitliche Strategie eingebettet, die den Menschen selbst einbindet, etwa mit der Consulting-Abteilung „Additive Minds“: Im Juli 2018 war die Rede von aktuell über 300 Kundenprojekten in 25 Ländern, die AM erfolgreich den Weg bahnen. Die Vision lebt: EOS will Plattform für die additive Produktion werden.



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