Großserienfertigung: BLT verfügt über breites Produktportfolio

Das chinesische Unternehmen Xi‘an Bright Laser Technologies Co., Ltd. (BLT) hat technologische Fortschritte im Bereich der additiven Großserienfertigung erzielt, die zu einer Weiterentwickling des industriellen Fertigungssektors beitragen können.

Inhaltsverzeichnis
1. Werkstoffe für die Großserienfertigung in der Luft- und Raumfahrtindustrie
2. LPBF-3D-Drucker für die Luft- und Raumfahrtindustrie
3. Metall-3D-Drucker für die Bereiche Automobil, Medizintechnik und Formenbau
4. Additives Fertigungsverfahren von BLT für Hartlegierungen
5. Neue Laserkonfigurationen sorgen für mehr Effizienz
6. Technik für die Pulverzirkulation
7.Stützenfreie 3D-Druck-Technologie für rationalisierte Serienproduktion
8. Intelligente Fertigung mit Software-Ökosystem

Im Luft- und Raumfahrtsektor hat die BLT die besonderen Anforderungen der additiven Fertigung von Metallen durch die Einführung einer Reihe von formbaren Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen erfüllt.

Werkstoffe für die Großserienfertigung
in der Luft- und Raumfahrtindustrie

• Für das LPBF-Verfahren (Laser Powder Bed Fusion) wurde insbesondere die Hochtemperaturlegierung BLT-In738 eingeführt. Dieser Werkstoff meistert Herausforderungen wie die hohe Rissempfindlichkeit und die geringe Dichte während des LPBF-Prozesses und eignet sich daher für Anwendungen in den Heißprofilen von Luft- und Raumfahrtmotoren und Gasturbinen.
• Darüber hinaus zeigte das BLT-Ti64-Pulver eine außergewöhnliche mechanische Leistung und Korrosionsbeständigkeit, während BLT-Ti moderate mechanische Eigenschaften, hohe Duktilität und ideale Korrosionsbeständigkeit aufwies. Beide Werkstoffe, seien sehr geeignet für die Luft- und Raumfahrtindustrie, so das Unternehmen.
• Mit dem BLT-Ti2AlNb-Pulver und dem BLT-Ti65-Pulver erzielte das Unternehmen nach eigenen Angaben einen Durchbruch: Die Werkstoffe würden die traditionellen Grenzen von Titanlegierungen für Anwendungen unterhalb von 600°C überschreiten und sich somit für Hochleistungsbauteile in der Luft- und Raumfahrt eignen.
• Darüber hinaus stellte BLT das BLT-TiAl4822-Pulver vor, das speziell für die Pulvermetallurgie (PM) und das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) entwickelt wurde und eine potenzielle Gewichtsreduzierung für Hochtemperatur-Strukturbauteile in Luft- und Raumfahrtmotoren ermöglicht. Es kann die Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis teilweise ersetzen.

Chinesischer 3D-Drucker-Hersteller BLT entwickelt schlüsselfertige Lösungen

LPBF-3D-Drucker für die Luft- und Raumfahrtindustrie

Als Reaktion auf die große Nachfrage der Luft- und Raumfahrtindustrie nach großformatigen Drucksystemen für die additive Fertigung von Metallen hat BLT im Jahr 2023 eine umfassende Plattformlösung eingeführt. Dazu gehören der BLT-S615, der BLT-S815 und der anwendungsgeprüfte BLT-S1500, ein 26-Laser-Großformatdrucksystem. Die Entwicklung dieser fortschrittlichen Multilaser-Großformatdrucksysteme ist auf die unterschiedlichen Produktionsanforderungen von Kunden aus der Luft- und Raumfahrtindustrie zugeschnitten. Dies erleichtert die gleichzeitige Herstellung großer und mittelgroßer Bauteile und unterstützt gleichzeitig die Kleinserienproduktion von Großbauteilen.

Metall-3D-Drucker für die Bereiche
Automobil, Medizintechnik und Formenbau

Im Automobilsektor setzte die BLT die 3D-Druck-Maschine BLT-S400 ein, um das Tongji Electric Vehicle Team bei der Großserienfertigung von Komponenten aus hochfesten Aluminiumlegierungen zu unterstützen, darunter Säulen, Kipphebel, geflanschte Ohrplatten und wassergekühlte Gehäuse. Die geformten Teile weisen eine sehr hohe Konsistenz auf und erfüllen die Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig deutlicher Gewichtsreduzierung. Dieser Ansatz erfüllt die Anforderungen an die Kleinserien-Vorentwicklung und Versuchsproduktion von Automobilkomponenten.

Im medizinischen Bereich ermöglichte die 3D-Druck-Maschine BLT-S310 dem Unternehmen Wedo Bio die effiziente Großserienfertigung von medizinischen Standardmusterknochen. Die fertigen Teile weisen eine hohe Maßgenauigkeit und gleichbleibende Qualität auf und entsprechen damit den strengen Anforderungen an die Produktqualität.

Im Bereich der Formen beschaffte VEM, eine weltweit tätige Marke im Formenbau, BLT-A320-Geräte für die Großserienfertigung von Gussformen. Die verbesserte Stabilität der in Serie gefertigten Formen hat den Lieferzyklus der Teile deutlich verkürzt und damit die Produktionseffizienz erheblich gesteigert.

Additives Fertigungsverfahren von BLT für Hartlegierungen

Anfang 2023 führte BLT offiziell das additive Fertigungsverfahren für Hartlegierungen, insbesondere Wolframstahl, ein und stellte auf der TCT Asia 2023 verschiedene neue Anwendungen von Wolframstahl vor. Wolframstahl ist bekannt für seine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit und wird häufig in verschiedenen industriellen Schneidwerkzeugen und Bohrern eingesetzt.

Das additive Fertigungsverfahren für Hartlegierungen geht auf die Herausforderungen ein, die herkömmliche Verfahren bei der Herstellung komplizierter Wolframstahlkomponenten haben. Die fertigen Bauteile weisen nicht nur eine geringe Porosität auf, sondern sind auch frei von Rissfehlern. Besonders vorteilhaft ist diese Technik bei der Herstellung von Produkten mit komplizierten Strukturen, wie z. B. Kanälen und Düsen.

Neue Laserkonfigurationen sorgen für mehr Effizienz

Als Reaktion auf die Marktnachfrage und die Herausforderungen, die mit der Serienproduktion im industriellen Sektor verbunden sind, hat BLT im Jahr 2023 einen wichtigen Schritt unternommen und mehrere Laserkonfigurationslösungen für BLT-A400, BLT-S400 und BLT-S450 auf den Markt gebracht. Diese Konfigurationen zielen darauf ab, die Produktionseffizienz und -stabilität von Metall-3D-Druckern zu verbessern und bieten dem Industriesektor ein breiteres Spektrum an hochwertigen, gerätezentrierten Lösungen zur Kostensenkung, Qualitätsverbesserung und Effizienzsteigerung in der Serienproduktion.

Technik für die Pulverzirkulation

BLT hat für verschiedene Produktionsszenarien in der Luft- und Raumfahrt sowie in anderen Industrien mehrere effektive Lösungen für die Pulverzirkulation eingeführt.

• Für Szenarien, die eine kontinuierliche Produktion mit mehreren Druckmaschinen erfordern, ist ein Produktionslinien orientiertes Pulverkreislaufsystem verfügbar.
• Für den Bedarf an kontinuierlicher Produktion mit großen Drucksystemen kann alternativ eine integrierte Pulverkreislauflösung implementiert werden.

Diese Anpassungsfähigkeit stellt sicher, dass die Metall-3D-Drucker den unterschiedlichen Produktionsanforderungen gerecht werden und den Erfordernissen des „Zeitalters der Großserienfertigung“ in der additiven Metallfertigung entsprechen.

Stützenfreie 3D-Druck-Technologie für rationalisierte Serienproduktion

Bei der Weiterentwicklung der unterstützungsfreien Technologie wurden Fortschritte erzielt, die die Gesamteffizienz der Serienproduktion steigern, insbesondere bei der Verarbeitung komplizierter Strukturbauteile durch das LPBF-Verfahren.

Traditionell werden Stützstrukturen während der Fertigung hinzugefügt, um die Integrität der Komponenten zu gewährleisten, und erst in der Nachbearbeitung wieder entfernt. Das Einbringen von Stützstrukturen ist jedoch mit Herausforderungen verbunden, wie z. B. zeit- und materialintensive Vorbearbeitungs- und Umformphasen. Die anschließende Entfernung der Stützen kann arbeits- und zeitaufwändig sein, und es können Probleme auftreten, wenn Stützen in bestimmten Strukturen nicht vollständig entfernt werden können.

Im Jahr 2023 führte BLT eine stützenfreie 3D-Druck-Technologie ein, mit der Strukturen mit Winkeln unter 30 Grad gedruckt werden können. Seit ihrer Markteinführung vor sechs Monaten wird diese Technologie in verschiedenen industriellen Serienproduktionen eingesetzt, um den Arbeits- und Energieverbrauch in der Nachbearbeitung zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Produktionseffizienz zu gewährleisten.

Wie funktionieren Metall-3D-Drucker?

Intelligente Fertigung mit Software-Ökosystem

Die Ausweitung der Produktion mit Metall-3D-Druckanlagen erfordert die Integration zahlreicher intelligenter Produktions- und Management-Tools. Bis Ende 2023 hat das Unternehmen ein robustes Software-Ökosystem für eine Produktionslinie mit über hundert additiven Fertigungssystemen aus Metall aufgebaut. BLT-BP V2.0, das in der Preprocessing-Phase implementiert wurde, deckt die gesamte Ausrüstung von BLT ab und ermöglicht die Steuerung zahlreicher BLT-3D-Druck-Systeme, die mit Dutzenden von Lasern konfiguriert sind. Das System ist speziell auf bestimmte Großproduktionsszenarien wie Schuhformen und Elektronikanwendungen zugeschnitten und konfiguriert maßgeschneiderte und effiziente Parameterschemata, die die Gesamteffizienz der Vorverarbeitung umfassend verbessern.

Anlagensterungssoftware
Die Anlagensteuerungssoftware BLT-MCS eignet sich für verschiedene Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Motoren, Energie, Automobil (einschließlich neuer Energiefahrzeuge), Unterhaltungselektronik, Formenbau, Forschung und Lehre, Berufsbildung und mehr. Die Software ist mit branchenspezifischen Modulen ausgestattet, die auf die Bedürfnisse der Großserienproduktion zugeschnitten sind und sich auf Aspekte wie Qualitätsüberwachung, Qualitätsrückverfolgbarkeit und Effizienzsteigerung konzentrieren. Optionale Funktionen wie intelligente Pulverstreuung, 3D-Rekonstruktion, visuelle Korrektur und automatische Veredelung werden ständig weiterentwickelt, um den sich ständig ändernden Anforderungen der verschiedenen Branchen gerecht zu werden.

Manufacturing Execution System
BLT-MES 2.0 für das Management von Produktionslinien wurde speziell für die Großserienfertigung entwickelt und basiert auf den Erkenntnissen aus BLTs umfangreichem Portfolio von mehreren hundert Produktionslinien für die additive Fertigung mit Metall. Das Manufacturing Execution System ist ein Begleiter für die komplexen Abläufe in „Lights-Out-Fabriken“ in der additiven Fertigung mit Metall. Es verfügt über ein intelligentes Planungsmodul, das die Zuweisung von Aufgaben und die prozessübergreifende Datenverfolgung ermöglicht. Es vernetzt den gesamten Produktionsprozess und ermöglicht ein intelligentes, kollaboratives Management über gruppenweite, regionsübergreifende Produktionslinien hinweg.

Das IoT-Modul ermöglicht Funktionalitäten wie Datenerfassung und Online-Reporting und unterstützt die Integration von Drittanbieter-Software. Diese Integration gewährleistet die reibungslose Einbindung von Metall-3D-Druckverfahren in die industrielle Fertigung und legt damit den Grundstein für ein umfassendes intelligentes Upgrade im Bereich der industriellen Fertigung, das letztlich zu Kostensenkungen führt. (eve)