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Serienreifer 3D-Druck mittels Elektronenstrahl

Pro-beam steigt mit WEBAM und EBM in die additive Fertigung ein
Serienreifer 3D-Druck mittels Elektronenstrahl

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Die Pro-beam Gruppe, eines der weltweit führenden Unternehmen im Bereich der Elektronenstrahltechnologie mit rund 430 Mitarbeitern, steigt nach intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den Markt für additive Fertigung ein. Die Tochtergesellschaft Pro-beam additive GmbH erarbeitet aktuell zwei 3D-Druck-Prozesse einen zum Auftragsschweißen und einen für die additive Fertigung im Pulverbett für die industrielle Anwendung.

Auf Basis der firmeneigenen Elektronenstrahltechnologie entwickelt Pro-beam am Standort Gilching richtungsweisende Konzepte zur additiven Fertigung von Metallbauteilen, die sich unterschiedlicher Verfahren bedienen: dem Draht-Auftragschweißen (WEBAM – Wire Electron Beam AM) und dem Elektronenstrahlschmelzen innerhalb eines Pulverbetts (EBM – Electron Beam Melting (Powder). Entsprechend des bisherigen Portfolios wird das Unternehmen zukünftig sowohl die Auftragsfertigung als auch den Anlagenbau berücksichtigen.

Flexible Fertigungsstränge für Metallbauteile

Mit den additiven Produktionsprozessen wird Pro-beam eine flexible Fertigung von Metallbauteilen unterschiedlicher Größen ermöglichen – von Losgröße 1 bis hin zur industriellen Serienfertigung. Dabei wird das Pulverbett-Verfahren auf Bauteile ausgelegt sein, die filigrane Strukturen aufweisen, während die Nutzung von Draht insbesondere für große Bauteile Vorteile gegenüber konventionellen Herstellungsmethoden bietet. Dazu gehören unter anderem eine Verkürzung der Produktionszeit, eine höhere Verfügbarkeit sowie die Möglichkeit auch anspruchsvolle Metalle sowie Legierungen einzusetzen.

Mit dem Draht-Auftragschweißen wurden bereits erfolgreich Musterteile aus Stahl, Ti6Al4V und Kupfer gefertigt. Die Bauteile überzeugen dabei vor allem mit ihren sehr guten Oberflächeneigenschaften. Bei allen Materialien konnten Auftragsraten von über 200 cm3/h realisiert werden.

Die EBM-Technologie punktet gegenüber den Laseranwendungen mit vier wesentlichen Verbesserungen:

  1. Da die Bauteile beim EBM aus einer heißen Pulverbettumgebung heraus entstehen, sind die Eigenspannungen in den Bauteilen sehr gering.
  2. Stützstrukturen werden nicht unbedingt benötigt. Das vereinfacht zum einen das Post-Processing und verbessert zum anderen die Bauraumausnutzung.
  3. Durch das Vakuum im Bauraum der Anlage wird eine Oxidation des Metallpulvers verhindert.
  4. Der gesamte Bauteilprozess kann durchgehend beschrieben werden, so dass die fertigen Bauteile später auch für anspruchsvolle Einsatzszenarien zertifiziert werden können.

Die AM-Konzepte von Pro-beam decken in Zukunft die Anforderungen des Marktes und der verschiedenen Branchen in Bezug auf Qualität, Geschwindigkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit ab. So dürfen sich Kunden von Pro-beam beim Pulverbett-Verfahren auf einen schnelleren, industrialisierten Produktionsprozess, als bisher auf dem Markt üblich, freuen.

Zusätzlich zu einer erheblichen Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit stehen für das Unternehmen auch die Verarbeitung von bislang als schwierig eingestuften Materialien sowie ein möglichst geringer Nachbearbeitungsbedarf im Fokus. Neben der über 45-jährigen Expertise von Pro-beam als Industriedienstleister für die Metallbearbeitung, greift die pro-beam additive GmbH selbstverständlich auch auf Synergien innerhalb der Unternehmensgruppe sowie bisherige Erfahrungen oder Visionen von bestehenden Kunden und Partnern zurück.

„Mit dem neuen Additive-Bereich möchten wir uns für die Zukunft nicht nur insgesamt breiter aufstellen, sondern unseren Kunden einen echten Mehrwert in Sachen Produktivität des AM-Prozesses liefern“, sagt Dr. Thorsten Löwer, CTO bei Pro-beam, „schlussendlich werden wir mit unserer EBM-Anlage auch schneller produzieren können, im Vergleich zu den momentan verfügbaren Anlagen.“

AM für neue und bestehende Produkte

Eine Integration des Additive Manufacturing ist dank der Industrialisierung der Prozesse in den bestehenden Produktionsprozess möglich. Dies ist möglich, da pro-beam die komplette Prozesskette von der Entwicklung über Auftragsfertigung bis hin zum Anlagenbau im eigenen Haus anbietet. Dank der langjährigen Expertise im Elektronenstrahlbusiness versteht sich das Unternehmen als Entwicklungspartner, wenn es um effiziente Fertigungsprozesse geht. Daher unterstützt Pro-beam bereits internationale Forschungs- und Entwicklungsinstitute mit seinen Prototyp-Anlagen und ist darüber hinaus auch an der Zusammenarbeit mit weiteren Entwicklungspartnern aus dem Forschungsbereich sowie der Industrie interessiert.

„Wir sind überzeugt, dass Partnerschaften und ein enger Austausch innerhalb der Industrie die additiven Fertigungsverfahren weiter voranbringt und noch stärker an die Bedürfnisse der Kunden und des Marktes angepasst werden können“, ergänzt Löwer.

Die Additive Fertigung ergänzt konsequent die bisherigen Geschäftsfelder Schweißen, Härten, Mikrobohren und Beschichten. Erste Einblicke in die Entwicklungen des Bereichs Additive Manufacturing gibt das Unternehmen auf der Formnext Connect. Dort ist auch der persönliche Austausch mit den pro-beam Experten möglich.

Pro-beam GmbH & Co. KGaA
www.pro-beam.com

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