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Wie Trumpf den 3D-Druck beschleunigt

Nachlese Formnext Connect 2020
Wie Trumpf den 3D-Druck beschleunigt

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Auf der virtuellen Messe Formnext Connect 2020 präsentierte Trumpf technische Neuerungen, die den 3D-Druck – gemäß dem Trend im Markt – schneller und leistungsfähiger machen. Und für Kupfer und Edelmetalle soll sich der „grüne Laser“ inzwischen bewährt haben.

„Insbesondere unsere TruPrint 1000 mit grüner Laserstrahlquelle bekommt große Aufmerksamkeit in der industriellen Anwendung“, sagte Klaus Parey bei seiner Präsentation auf der Formnext Connect, Geschäftsführer Additive Manufacturing (AM) bei Trumpf. „Um Reinkupfer und Edelmetalle zu schmelzen, ist kurzwelliges, grünes Laserlicht die beste Wahl.“

Vor zwei Jahren hatte Trumpf auf der Formnext erstmals demonstriert, wie sich diese Metalle mit Hilfe eines Scheibenlasers mit grüner Wellenlänge drucken lassen. Denn zum Beispiel Kupfer und Gold reflektieren die bei herkömmlichen 3D-Druckern eingesetzte Infrarot-Wellenlänge stark, sodass der Schmelzprozess unmöglich wird. Die grüne Wellenlänge ist deutlich kürzer als die infrarote, damit gelingt der 3D-Druck von Reinkupfer und Edelmetallen.

Grüner Laser macht Druck von Kupfer, Gold und Platin möglich

Die TruPrint 1000 Green Edition mit dem „grünen“ Laser soll inzwischen durchschlagende Erfolge im Markt verzeichnen. So produziere zum Beispiel 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“ auf Hochtouren, teilt Trumpf mit, mehrere Institute arbeiteten hier mit der TruPrint 1000 Green Edition in ihren verschiedenen Forschungsgebieten.

Bremsscheiben, Hydraulik- oder Dichtungszylinder müssen häufig mit einem Korrosions- oder Verschleißschutz versehen werden. Diese metallische Beschichtung gelingt per Laserauftragschweißen. Das „Laser Metal Deposition“ (LMD) hat sich seit vielen Jahren bewährt und liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse mit nahezu riss- und porenfreien Schichten. Nun steigt die sogenannte Flächenrate, die Geschwindigkeit des Beschichtens, immer weiter an: Beim Standard-LMD liegt sie nach Trumpf-Angaben typischerweise zwischen 10 und 50 cm²/min. Die auch als EHLA bekannte Highspeed-Variante von LMD erreiche heute im industriellen Umfeld zwischen 250 und 500 cm²/min. Trumpf ist es nun gelungen, die Flächenrate mit einer neuen Düsentechnologie auf deutlich über 600 cm²/min zu erhöhen, so die Infos auf der Formnext Connect.

Neue Düse verdoppelt die Beschichtungsrate bei Laser Metal Deposition

Je nach der Anwendung seien sogar Geschwindigkeiten bis zu 1000 cm²/min möglich. Wie das gelingt? Mit mehr Pulver, mehr Laserleistung und dafür notwendigerweise einem industrietauglichen Düsendesign. Denn für eine höhere Flächenauftragsrate braucht es mehr Pulver. Mehr Pulver wiederum bedeutet, dass es schneller aufschmelzen muss, weswegen höhere Laserleistungen von bis zu 8 kW notwendig werden. Um diese hohen Laserleistungen einsetzen zu können, ist allerdings eine robuste, gut gekühlte Düse nötig. Genau dieses Zusammenspiel vereint der Maschinenhersteller in seiner neuen Düsentechnologie, die insbesondere bei rotationssymetrischen Bauteilen deutlich höhere Flächenraten als bisher ermögliche.

Neue Entpulverstation vibriert, bis das Bauteil sauber ist

Um die Produktivität bei AM weiter zu erhöhen, arbeitet der Anlagenhersteller auch an den vor- und nachgelagerten Arbeitsschritten in der Prozesskette. Auf der Formnext präsentierte das Unternehmen für das pulverbett-basierte Verfahren 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 Absaugdüsen und Bürsten erledigte, soll nun gerade bei komplexen Bauteilen deutlich einfacher und teilweise automatisch vonstatten gehen.

Die Anlage dreht das fertig gedruckte Bauteil auf den Kopf und beginnt bei Bedarf zu vibrieren, bis das Bauteil nahezu vollständig vom Restpulver befreit ist. Somit führe der neue Entpulver-Prozess zu einem deutlich höheren Reinigungsgrad der Bauteile, teilt Trumpf mit. 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.

Kontakt:

Trumpf GmbH + Co. KG
Johann-Maus-Straße 2
71254 Ditzingen
Tel.: +49 7156 303–0
www.trumpf.com

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