3D-Druck: Trumpf bietet neue 3D-Drucker und Verfahren zur additiven Fertigung von Metallteilen

TRUMPF hat sein Portfolio im Bereich der 3D-Drucker und additiven Fertigung von Metallteilen erweitert. Wir stellen Euch die neuen Trumpf-3D-Drucker vor und werfen ein Blick auf das Laser Metal Fusion- (LMF) und Laser Metal Deposition (LMD)-Verfahren.

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Die neuen „Plug and play“-Lösungen wenden sich sowohl an Profis als auch an Einsteiger. Auf der formnext-Messe stellte das Unternehmen seine Neuentwicklungen im Bereich des industriellen 3D-Druckes vor. Reges Interesse der Messebesucher weckte vor allem das neue Laser Metal Fusion Verfahren (LMF). Aber auch bei der Laser Metal Deposition (LMD), wo TRUMPF im Bereich des industriellen 3D-Drucks weltweit federführend ist, wurden der Öffentlichkeit Neuerungen vorgestellt. Das Unternehmen hat nunmehr technische Anlagen für beide Verfahren im Angebot.

Was ist das LMF-Verfahren?

Laser Metal Fusion
Laser Metal Fusion (Bild © Trumpf).

Durch den Einsatz eines Lasers und die Verwendung metallischen Pulvers können schichtweise beliebige Bauteile gefertigt werden. Die dafür notwendigen Daten stammen aus einem 3D-Konstruktionsprogramm. Bei den LMF-Geräten wird das Bauteil Schicht für Schicht im Pulverbett gefertigt. Deshalb eignet sich diese Technologie vor allem für geometrisch komplexe Teile, die beispielsweise mit Hohlräumen oder Innenkanälen ausgestattet sind. Auch für die kostengünstige Fertigung von Kleinserien oder Einzelteilen ist diese Technologie einsetzbar.

Wie ist der Ablauf des LMF-Verfahrens?

Zuerst entnimmt der sogenannte Beschichter das Pulver aus dem Vorratszylinder und trägt es auf den Bauzylinder auf. Danach verschmilzt der Laser die erste Pulverschicht. Nun sinkt der Bauzylinder ab, das überschüssige Pulver fällt in den Überlaufzylinder. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis das Bauteil fertiggestellt ist. Wenn der Beschichter zum Vorratszylinder zurückkehrt, erfolgt dies in gekippter Haltung. Dadurch fährt der Beschichter schnell zurück und kollidiert weder mit dem fertigen Bauteil noch mit dem Pulverbett. Während des gesamten Vorganges wird in der Prozesskammer Schutzgas eingesetzt, der Sauerstoffgehalt liegt bei 0,1 Prozent.

3D-Drucker – TruPrint 1000 und TruPrint 3000 kurz vorgestellt

Der TruPrint 1000 ist kann Bauteile, die eine maximale Größe von 100 Millimeter Höhe sowie 100 Millimeter Durchmesser aufweisen, anfertigen. Die Benutzeroberfläche ist mit Touchscreen ausgestattet und führt den Nutzer intuitiv durch die verschiedenen Prozessschritte. Im Gehäuse der Anlage sind sowohl der Laser, die Optik, die Filtereinheit, die Prozesskammer und der Schaltschrank integriert. In die Prozesskammer sind die Vorrats-, Bau- und Überlaufzylinder eingebaut, die nebeneinander auf einer Achse sitzen. In Pulverform können in den Vorratszylinder bis zu 1,4 Liter Edelstahl, Aluminium, Werkzeugstahl oder andere Werkstoffe, die schweißbar sind, eingefüllt werden.

Auf der Formnext wurde auch ein Prototyp des TruPrint 3000 vorgestellt. Dieser fällt im Gegensatz zum TruPrint 1000 von seinen Maßen her wesentlich größer aus und ermöglicht die industrielle Fertigung von Bauteilen mit maximal 300 Millimeter Durchmesser und 400 Millimeter Höhe. Die Prozesskammer wird bei diesem Gerät auf bis zu 500 Grad erwärmt.

Das steckt hinter der neuen LMD-Technologie

Laser Metal Deposition
Laser Metal Deposition (Bild © Trumpf).

Auch für LMD-Verfahren hat TRUMPF auf der Formnext neue Lösungen präsentiert. Damit wird es möglich, Volumen und Strukturen an bereits vorhandenen Bauteilen anzubringen. Dies kann beispielsweise eine Anschraubfläche sein, die an einem Rohr angebracht werden soll. Laser von LMD-Anlagen erzeugen auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Bauteils ein Schmelzbad, zeitgleich schmilzt auch das koaxial zugeführte Pulver, das der Laser entsprechend der gewünschten Form aufträgt. Dadurch entsteht eine Schicht aus sogenannten Raupen, die eine Verbindung eingeht. Durch das Auftragen mehrerer Schichten ist es möglich, dass der Körper entsprechend der Konstruktionsvorgaben in jede Raumrichtung wachsen kann.

Der größte Vorteil der LMD-Technologie liegt darin, dass diese Technik bereits ausgereift ist. So können unter anderem die Fünfachsmaschine TruLaser Cell 7040 oder auch der TruLaser Cell 3000 mit einem LMD-Paket nachgerüstet werden. Vorteilhaft ist zudem die erhöhte Aufbaurate, die bei bis zu 500 Kubikzentimetern pro Stunde liegen kann. Auch bei der Auswahl an zu verarbeitenden Materialien gibt es kaum Einschränkungen. Die Schaffung einer Schutzatmosphäre ist nicht notwendig.

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