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Dienstag, 12. Dezember 2017

Maschinenbau

Schneller Wechsel zwischen den Welten

Von Stefan Asche | 15. Juni 2017 | Ausgabe 24

Ein neues Spannsystem vereinfacht die Herstellung von Hybridbauteilen deutlich.

BU GF AM S 290
Foto: GF

Das Nullpunktspannsystem „MacroMagnum“ der GF-Tochter System 3R sorgt für eine hohe Positionierungsgenauigkeit – sowohl im Bearbeitungszentrum als auch im 3-D-Drucker.

Werkzeuge additiv zu fertigen ist teuer. Schuld ist u. a. das Rohmaterial. Metallpulver kostet ein Vielfaches dessen, was für geschmiedeten oder gewalzten Stahl aufgerufen wird. Deshalb ist es unsinnig, größere Spritzgussformen komplett im 3-D-Drucker aufzubauen.

Gleichzeitig lassen sich einige Konstruktionen auf klassischen Bearbeitungszentren gar nicht realisieren. Ein Beispiel sind konturnahe Kühlkanäle. Denn selbst die beste 5-Achs-Maschine kann nicht um die Ecke bohren.

Eine Lösung für dieses Dilemma sind Hybridbauteile. Das sind Körper, deren Grundstruktur auf Zerspanungsmaschinen entstehen und die dann im 3-D-Drucker weiterbearbeitet werden.

Problematisch dabei ist, dass das Bauteil zwischen Schritt eins und zwei umgespannt werden muss. Das machte bisher eine zeitaufwendige Neuvermessung nötig – mit nicht immer optimalen Ergebnissen. Schon ein minimaler Versatz mündet im Formenbau schnell im Totalschaden.

Um das zu verhindern, hat die GF Machining Solutions GmbH eine recht naheliegende Idee umgesetzt. Sie hat ihr Nullpunktspannsystem „MacroMagnum“ einfach in einen etablierten 3-D-Drucker integriert. Die Wahl fiel auf den M 290 von Eos. Ergebnis dieser Kreuzung ist die Maschine „AM S 290 Tooling“.

Nun muss ein Metallrohling nur noch auf die Palette des Spannsystems montiert und einmal vermessen werden. Dann kann das Bauteil nach der Zerspanung in sekundenschnelle in den Drucker überführt werden. Dieser erkennt mithilfe der Software „Reference Point Calibration“ sofort, wo er noch Material auftragen muss. GF garantiert eine Positionsgenauigkeit von 30 µm – vorausgesetzt, der Bauraum ist frei von Spänen und groben Staubpartikeln.

Selbstverständlich kann die Reihenfolge der Bearbeitungsschritte auch umgekehrt werden. Es ist also möglich, ein Bauteil zuerst additiv aufzubauen und anschließend in einem Bearbeitungszentrum nachzubearbeiten.

Der Bauraum der Maschine ist mit 250 mm x 250 mm x 269 mm nur um 56 mm niedriger als beim zugrunde liegenden Eos-Drucker. Im Inneren arbeitet ein 400-W-Faserlaser mit einem Fokusdurchmesser von 100 µm.

Derweil gibt es Indizien für eine weitere, weitreichende Kooperation zwischen Eos und GF. Inhaltlich geht es darum, gedruckte Bauteile automatisch aus dem Pulverbett zu befreien und zu reinigen. Die geplante „Waschmaschine“ könnte Teil des jüngst gestarteten Projekts „NextGenAm“ werden. Darin arbeiten die Airbus-Tochter Premium Aerotec, der Fahrzeugbauer Daimler und Eos daran, die additive Fertigung von Aluminiumteilen komplett zu automatisieren. (Siehe VDI nachrichten 21/2017)

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