Startseite » Anlagen » Pulverbettverfahren »

3D Systems: 3D-Metalldrucker mit neun Lasern

3D-Drucker für das CCDC Army Research Laboratory
3D Systems: 3D-Metalldrucker mit neun Lasern

original.jpg
Die US-Armee setzt die additive Fertigung bereits seit zwei Jahrzehnten ein, um Verschleißteile instand zu setzen und Werkzeuge herzuerstellen. Bild: Dave McNally/U.S. Army
Anzeige
Der größte, schnellste und präziseste 3D-Drucker für Metallpulver von 3D Systems verfügt über neun Laser, eine große Baukammer und ein einzigartiges Verfahren für den Materialabtransport. Der Drucker für das Army Research Laboratory (ARL) des Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) wurde auf die spezifischen Anforderungen von Anwendungen für Langstreckenmunition, Kampffahrzeuge, Hubschrauber sowie Luft- und Raketenabwehrsystemen ausgerichtet.

Seit der Auftragsvergabe in Höhe von 15 Millionen US-Dollar im dritten Quartal 2019 haben die Engineering- und Anwendungsexperten von 3D Systems ihr Fachwissen und ihre Erfahrung genutzt, um einen einzigartigen 3D-Metalldrucker mit neun Lasern und einer Größe von 1000 x 1000 x 600 mm zu entwickeln. Dieser ist laut 3D Systems bisher der einzige seiner Art in der Branche.

„Als wir dieses Projekt starteten, brauchten wir eine schnellere Möglichkeit, wichtige Komponenten für große Bodenkampf-Subsysteme zu produzieren“, so Stephanie Koch, Program Manager für moderne Fertigung, Materialien und Prozesse beim ARL. „Die Fortschritte, die bisher bei diesem Projekt erzielt wurden, sind großartig. Wir freuen uns auf die kommenden Monate, in denen wir eine vollwertige Produktionslösung entwickeln möchten.“

Ende Oktober 2020 hat 3D Systems den ersten Testdruck unter Verwendung eines Verfahrens für den selektiven Pulverauftrag durchgeführt. Dieses Konzept begrenzt die Materialmenge, die zur Herstellung sehr großer Teile benötigt wird, indem das Material nur dort aufgebracht wird, wo es in der Konstruktion benötigt wird. Dadurch beschleunigt sich die Zeit bis zum fertigen Teil und die Materialkosten werden reduziert. Bestandteil der Fertigungskammer ist außerdem eine beheizte Bauplatte, um thermische Spannungen zu reduzieren und die Anhaftungseigenschaften während des Drucks zu verbessern.

Schmelzbad-Überwachungssystem

Um diese Plattform zu entwickeln, nutzte 3D Systems Schlüsseltechnologien aus seiner DMP-Plattform (Direct Metal Printing), die die Grundlage für die 3D-Drucker DMP Flex 350, DMP Factory 350 und DMP Factory 500 des Unternehmens bildet. Eine der wichtigsten Komponenten ist der optische Zug, der es für eine verbesserte Qualitätskontrolle ermöglicht, jeden der neun Laser mit einem eigenen Schmelzbad-Überwachungssystem auszustatten. Durch den Einsatz desselben optischen Systems, das auch auf der DMP-Plattform verwendet wird, kann das Unternehmen die vorhandene Materialbibliothek nutzen, die ausgiebig getestet und für eine optimale Leistung fein abgestimmt wurde. Der Rückgriff auf die mit diesen Hochleistungsmaterialien verbundenen Daten beschleunigt die Entwicklung neuer Materialien.

3D Systems integriert außerdem sein Vakuumkammer-Konzept für hohe, wiederholbare Qualität. Das Inertisierungsverfahren von 3D Systems ist um ein Vielfaches schneller und verbraucht deutlich weniger Argon (mindestens zehn mal weniger) als herkömmliche 3D-Metalldrucker. Das Inertisierungsverfahren reduziert den Sauerstoffgehalt während der Verarbeitung drastisch auf unter 25 ppm, im Vergleich zu 500 bis 1000 ppm bei herkömmlichen 3D-Metalldruckern. Dies führt zu außergewöhnlich guten Teilen von hoher chemischer Reinheit, während die Pulverqualität während der gesamten Lebensdauer des Materials hoch bleibt. Hierdurch werden die Gesamtkosten für den Kauf von komprimiertem Argon über die gesamte Lebensdauer der Maschine hinweg deutlich reduziert. Außerdem kommt es durch die Wiederverwendbarkeit des Pulvers zu Einsparungen bei den Gesamtbetriebskosten.

Baudaten in Echtzeit

Der Einbau von sechs kontrastreichen Spiegelreflexkameras in die Baukammer ermöglicht vor Ort einen umfassenden Überblick über den Druck. Jede Kamera ist über dem Pulverbett mit direkter Sicht von oben nach unten positioniert. Dieser Blickwinkel macht eine Bildmanipulation überflüssig und ermöglicht es, Baudaten in Echtzeit zu erhalten, wodurch der Prozess beschleunigt wird. Die Firmware innerhalb des Systems erfasst alle digitalen Eingaben einschließlich Sensordaten, Positionsinformationen, Schmelzbaddaten und Pulverbettbilder in einer SQL-Datenbank. Dies ermöglicht einen vollständigen Einblick in den Baujob und ist für die Validierung und Qualifizierung von Teilen und Prozessen von unschätzbarem Wert. Darüber hinaus nutzt 3D Systems die gleiche Software die auch in der DMP-Plattform verwendet wird. Mit dieser können Entwürfe optimiert und Prozesse rationalisiert werden, um Druckzeiten zu verkürzen und den Materialverbrauch zu senken.

Die US-Armee setzt die additive Fertigung bereits seit zwei Jahrzehnten ein, um Verschleißteile instand zu setzen und Werkzeuge herzuerstellen. Nach der Entwicklung wird die US-Armee ihre bei der Fertigung gewonnene Erfahrung nutzen und die neuen Großsysteme in ihren Depots und Laboren einsetzen. In der Folge planen 3D Systems und seine Partner, die neue 3D-Drucktechnologie führenden Lieferanten in der Luft- und Raumfahrtbranche sowie Verteidigungsindustrie für die Entwicklung zukunftsweisender Armeeplattformen zur Verfügung zu stellen.

3D Systems Inc.
www.3dsystems.com


Mehr zum Thema 3D-Druckverfahren
Anzeige
Aktuelle Ausgabe
Titelbild additive P4
Ausgabe
P4.2020
LESEN
ABO
additive gratis lesen

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de