Additiv gefertigte Bauteile aus Kupfer eignen sich beispielsweise für Wärmetauscher, elektromechanische Komponenten oder auch Formeinsätze.

Bild: Eos

Komponenten und Werkstoffe Lösungen für automatisierten Metall-3D-Druck

13.11.2019

Auf der Formnext 2019 präsentiert Eos die Peripherielösung Eos Shared Modules für eine integrierte additive Fertigung mit Systemen der Eos M 400 Serie. Bestehend aus verschiedenen Modulen mit Transportsystemen sowie Leitstand-Software können Anwender sämtliche Rüst-, Auspack-, Förder- und Siebtätigkeiten parallel zum AM-Bauprozess durchführen. Zur Verfügung stehen dafür ein manuelles und ein automatisiertes Set-up.

Modularität gibt Unternehmen Flexibilität bei der Gestaltung ihrer Produktion: Die Eos Shared Modules Komponenten werden nicht im Verbund sondern einzeln aufgestellt und stehen so mehreren 3D-Drucksystemen zur Verfügung. Durch die Leitstand-Software Eosconnect ControlCenter können Anwender dabei stets alle wichtigen Produktionskennzahlen im Blick behalten, für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit des Bauteils soll digitalen Zwilling sorgen

Im Ergebnis ist laut Hersteller der Effizienzgewinn in der Serienfertigung hoch: Mit Eos Shared Modules wird die Maschinenverfügbarkeit verbessert, die Produktivität gesteigert und damit verbunden die Teilekosten reduziert. Zukünftig soll das Shared Modules Konzept auch für die Eos M 300 Serie angeboten werden.

Außerdem zeigt Eos eine Reihe an Werkstoffen für den industriellen 3D-Druck. Dazu gehört der Werkzeugstahl Eos ToolSteel H13, der als einziger H13 Werkzeugstahl für die additive Fertigung robuster Werkzeugeinsätze geeignet ist. Daneben präsentiert Eos verschiedene Kupfermaterialien beziehungsweise -legierungen, die durch unterschiedliche Leitfähigkeit breite Einsatzmöglichkeiten unter anderem im Elektronikbereich bieten.

Lösung für sich wandelnde Produktionsanforderungen

Dr. Hannes Gostner, Senior Vice President Division Metal Systems bei Eos sagt: „Wir sind stolz, Eos Shared Modules vom vielversprechenden Konzept hin zur ausgereiften Lösung entwickelt zu haben. Das Zusammenspiel aller Elemente hat sich bereits im NextGenAM-Projekt bewährt, nun folgt der breite Kundeneinsatz.“

Und weiter: „Der große Vorteil ist die Modularität für den Anwender: Er entscheidet, welcher Automatisierungsgrad für seine Produktion optimal ist. Steigt die Nachfrage, kann der Kunde die Anzahl an Eos M 400 oder Eos M 400-4 Systemen erhöhen und Eos Shared Modules bei Bedarf entsprechend erweitern.“

Arbeits- und Transportsabläufe

Bei Eos Shared Modules Manual erfolgen die Arbeitsabläufe sowie die Transportschritte vor und nach dem Bauvorgang manuell. So wird nach dem Bauprozess der Wechselrahmen, in dem sich die Bauplattform mit den Bauteilen sowie nicht geschmolzenes Pulver befinden, aus dem AM-System an einen pulverdichten IPM M Manual-Xframe-Container übergeben.

Der Transport des Containers zwischen den einzelnen Stationen erfolgt jeweils mit einem handelsüblichen Hubwagen. Die Bauteile werden nach dem Abrüsten zur Nachbearbeitung transportiert, der nicht genutzte Werkstoff für die Wiederverwendung aufbereitet und manuell zugeführt (mittels IPCM-M extra oder IPCM-M pro, separat erhältlich).

Eos Shared Modules Automated ermöglicht eine automatisierte additive Fertigung. Nach dem AM-Bauvorgang verfährt der Wechselrahmen in einen unter Schutzgas stehenden IPM M Inert Gas Container L. Im Unterschied zur manuellen Konfiguration kann dieser Austausch des Wechselrahmens automatisiert angesteuert werden.

Zudem kann für den Transport zwischen den Stationen sowohl ein Hubwagen eingesetzt werden, als auch die vollautomatisierte Variante: Ein fahrerloses Transportfahrzeug bringt dabei die Bauteile im Container zu den jeweiligen Stationen, für den anschließenden Weitertransport zur Nachbearbeitung kann durch den Kunden ein Roboter mit eingebunden werden.

Nicht aufgeschmolzener Werkstoff wird in einem geschlossenen Kreislauf durch die separat erhältliche Lösung IPM M Powder Station L zur erneuten Nutzung ebenfalls automatisiert aufbereitet und den AM-Systemen erneut zugeführt.

Leitstand-Software regelt den Datenfluss

Um neben dem Teile- auch den Datenfluss in der AM-Produktion zu sichern, informiert die Leitstand-Software Eosconnect ControlCenter über alle wichtigen Kennzahlen, auch standortunabhängig.

Dazu wird die Software von allen beteiligten Modulen mit Statusinformationen beliefert: Neben dem Betriebsstatus der einzelnen Systeme werden auch sämtliche wichtige Einflussgrößen wie Sauerstoffkonzentration und Bauraumtemperatur durch Eosconnect ControlCenter aufgezeichnet und ausgewertet. Zudem erfasst die Software qualitätsrelevante Prozessdaten.

Ebenso weiß der Leitstand immer, wo sich welcher Wechselrahmen oder IPM M Inert Gas Container befindet. Damit kann auch im parallelen Betrieb mehrerer 3D-Drucker die richtige Zuordnung von System, Bauauftrag und Peripheriemodul sichergestellt werden.

Gleichzeitig soll das Eosconnect ControlCenter die Verfolgung des Produktionsfortschritts einzelner Aufträge sowie die Überwachung der Gesamtproduktion ermöglichen und die Identifikation etwaiger Engpässe in der Prozesskette erlauben. Das Resultat ist ein stabiler und wiederholbarer Fertigungsprozess.

Eos-Werkstoffe für den Industrieeinsatz

Eos ToolSteel H13 ist ein speziell für den industriellen 3D-Druck geeigneter Warmarbeitsstahl für Warm- und Kaltarbeitswerkzeuge. Den Werkstoff charakterisiert eine hohe Härtbarkeit, seine Verschleißfestigkeit und Warmbeständigkeit. Damit eignet sich Eos ToolSteel H13 unter anderem zur additiven Fertigung von Druckguss-, Extrusions- und Stanzwerkzeugen.

Die Kupferwerkstoffe Eos CopperAlloy CuCrZr sowie Eos Copper Cu verfügen über elektrische- und Wärmeleitfähigkeit. Typische Anwendungsgebiete sind damit unter anderem Wärmetauscher, elektromechanische Komponenten oder auch Formeinsätze.

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