Die additive Fertigung von Serienbauteilen aus Metall verzeichnet einen weiteren Fortschritt durch den Elektronenstrahlexperten pro-beam. Mit sogenannten BuildUnits geht die unproduktive Zeit der EBM-Anlage (EBM steht für Electron Beam Melting) gegen null. Außerdem verfügt die pulverbettbasierte Anlage PB EBM 30S über eine neue Punktbelichtungsstrategie.
Die pulverbettbasierte Anlage PB EBM 30S ermöglicht eine flexible und effiziente Fertigung. Kennzeichnend für die Anlage ist die hohe Produktivität für die industrielle Serienfertigung.
BuildUnits ermöglichen den parallelen Ablauf unterschiedlicher Prozesse
Sie wird erreicht, indem Fertigungsschritte, wie Rüsten, Evakuieren, Bauprozess und Kühlen parallel erfolgen. Dafür hat das Unternehmen sogenannte BuildUnits entwickelt, in denen sich neben dem Metallpulver ein bis zu 300 x 300 x 400 mm großer Bauraum befindet. Als separate Module durchlaufen sie die unterschiedlichen Bereiche der PB EBM 30S. Auf diese Weise können bis zu drei BuildUnits zeitgleich in der Anlage genutzt werden. Die optimierte Auslastung der Baukammer sowie die minimalen Nebenzeiten erhöhen die Produktivität der Anlage um 100 Prozent gegenüber Anlagen ohne BuildUnit-Modul.
Die BuildUnits gibt es derzeit in zwei unterschiedlichen Größen: 160 x 160 x 400 mm und 300 x 300 x 400 mm. Dadurch kann die Anlage flexibel genutzt und Prozesse effizienter gestaltet werden. Der Kunde kann den kleineren Bauraum beispielsweise für die Qualifizierung eines neuen Werkstoffs einsetzen und den großen Bauraum zur Produktion. Je nach Größe und Anzahl der zu produzierenden Bauteile kann der passende Bauraum ausgewählt und der Pulvereinsatz reduziert werden.
Das für einen Prozess notwendige Pulver wird mit der BuildUnit in die Baukammer geführt und nach der Verarbeitung inklusive dem Restpulver wieder aus der Anlage transportiert. Da das Metallpulver an die BuildUnit gebunden ist und nicht an die Anlage, können neben dem Bauraum auch die Pulversorten von Baujob zu Baujob variieren. Zudem erlaubt die BuildUnit vor- und nachgelagerte Prozesse, wie das Befüllen der Einheit und das Freistrahlen, besser räumlich und personell zu separieren. Das ermöglicht die Integration der PB EBM 30 in einen bestehenden Maschinenpark.
Bild: pro-beam
RainTec: Punktbelichtung für homogene Bauteileigenschaften
Eine weitere Innovation von pro-beam ist die Punktbelichtungsstrategie RainTec. Bei dieser erfolgt eine auf die Anforderungen angepasste und kontrollierte Wärmeeinbringung. Einzelne Punkte werden stochastisch verteilt aufgeschmolzen, sodass erst in der späten Phase des Schmelzvorgangs die gesamte/gewünschte Fläche entsteht. Das beugt Verzug vor und erzielt homogene Materialeigenschaften. Darüber hinaus führt RainTec zu einer wesentlich besseren Oberflächengüte der Bauteile. Anwender profitieren zudem von einer breiteren Einsetzbarkeit ihrer Fertigungsparameter – unabhängig von der Bauteilgröße.
Vorteile der Elektronenstrahltechnologie
Die Anlage arbeitet unter Vakuum in inerter Atmosphäre. Das minimiert die Kontamination der Bauteile mit zum Beispiel Sauerstoff, führt zu saubereren Werkstücken und damit zu potenziell besseren Produkteigenschaften. Durch die von pro-beam entwickelte Elektronenstrahltechnologie mit einer Beschleunigungsspannung von bis zu 150 Kilovolt ist die elektrostatische Aufladung des Pulverbetts geringer, was in eine höhere Prozessstabilität mündet. Gleichzeitig wird das Pulver mit dem Elektronenstrahlprozess isochor aufgeheizt. Dies wirkt ebenfalls positiv auf die Prozess- und Bauteilqualität. (eve)
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