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29.11.2019

Durchgängig einsetzbares Nullpunktspannsystem

Ein auf Nullpunktspanntechnik basierendes Palettensystem, das durchgängig sowohl auf der AM-Maschine als auch auf Bearbeitungszentren eingesetzt werden kann, beschleunigt den Gesamtprozess und senkt die Kosten bei der Herstellung metallischer Teile im SLM-Verfahren.


Ideale Spannvorrichtung für die AM-Maschine

Es gibt viele verschiedene Nullpunktspannsysteme auf dem Markt. Das AM-Lock-System von PL Lehmann ist insofern besonders, da es die Durchgängigkeit von der additiven Fertigung der Bauteile zu jeglicher Form ihrer Nachbearbeitung gewährleistet. Das zentrale AM-Lock-Element für die AM-Maschine ist das patentierte „Thermo-Lock“-Positionier- und Spannprinzip.

  • Mit AM-Lock hat PL Lehmann ein Nullpunktspannsystem für den 3D-Druck entwickelt, das sich durch Flexibilität, Präzision und Prozessstabilität auszeichnet. Bild: PL Lehmann

    Mit AM-Lock hat PL Lehmann ein Nullpunktspannsystem für den 3D-Druck entwickelt, das sich durch Flexibilität, Präzision und Prozessstabilität auszeichnet. Bild: PL Lehmann

  • Das patentierte „Thermo-Lock“-Positionier- und Spannprinzip ist das zentrale AM-Lock-Element für die AM-Maschine. Bild: PL Lehmann

    Das patentierte „Thermo-Lock“-Positionier- und Spannprinzip ist das zentrale AM-Lock-Element für die AM-Maschine. Bild: PL Lehmann

  • Für die Nullpunktspannung im BAZ oder auf einer Messmaschine bietet PL Lehmann die auf dem Ball-Lock-System beruhenden Spannfutter Quattro (im Bild) und Uno an. Bild: PL Lehmann

    Für die Nullpunktspannung im BAZ oder auf einer Messmaschine bietet PL Lehmann die auf dem Ball-Lock-System beruhenden Spannfutter Quattro (im Bild) und Uno an. Bild: PL Lehmann

  • Die Ball-Lock-Spannfutter erzeugen pneumatisch bis zu 40 kN Spannkraft, so dass eine hohe Zerspanungsleistung möglicht wird. Bild: PL Lehmann

    Die Ball-Lock-Spannfutter erzeugen pneumatisch bis zu 40 kN Spannkraft, so dass eine hohe Zerspanungsleistung möglicht wird. Bild: PL Lehmann

  • AM-Lock-Paletten sind bis 650°C wärmebeständig. So können gedruckte Teile ohne vorgängige Trennung von der Palette direkt in den Glühofen. Bild: PL Lehmann

    AM-Lock-Paletten sind bis 650°C wärmebeständig. So können gedruckte Teile ohne vorgängige Trennung von der Palette direkt in den Glühofen. Bild: PL Lehmann

  • Der AM-Lock Configurator von CADS.Additive ist die zu AM-Lock passende Software. Bild: PL Lehmann

    Der AM-Lock Configurator von CADS.Additive ist die zu AM-Lock passende Software. Bild: PL Lehmann

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Die Thermo-Lock-Rasterplatte enthält im 50-mm-Raster zahlreiche 6 mm hohe Pins, die durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung im Vergleich zu den Aufnahmebohrungen für eine spielfreie Spannung sorgen. Konkret heißt das, dass die Segmentpaletten bei Temperaturen unter 70°C gelöst sind und über 80°C bis 100°C auf der Thermo-Lock-Rasterplatte in den gespannten Zustand übergehen. Die geometrische Gestaltung der Pins sorgt bei der thermomechanischen Spannung für eine Selbstzentrierung, die eine prozesssichere Wiederholgenauigkeit von ±0,005 mm gewährleistet.

Im gelösten Zustand ist eine Reinigung der Thermo-Lock-Rasterplatte durch Abblasen vorgesehen. Anschließend findet eine Reinigungs- und Anwesenheitskontrolle mittels Drucküberwachung statt, wofür das im AM-Prozess häufig verwendete Argon genutzt wird, das von unten die Rasterplatte und Pins durchströmt. Ist der Staudruck gering, bedeutet das, dass ein Durchfluss von Argon zwischen Pin und Segmentpalette stattfindet: Die Palette liegt nicht auf bzw. ist nicht gespannt. Ist der Staudruck hoch, liegt die Palette fest an; es ist also gespannt und der 3D-Druck kann starten.

Vorteilhaftes thermisches Verhalten

Das AM-Lock-System funktioniert grundsätzlich auch ohne Heizsystem. Das Passungsspiel mit zwischen 0,015 mm und 0,025 mm bringt bereits ohne Thermo-Lock eine Wiederholgenauigkeit im +/- 0,01 mm-Bereich, womit die Druckgenauigkeit der Maschine immer noch deutlich unterschritten wird. Ist maschinenseitig eine Heizung vorhanden, zeigt sich mit AM-Lock ein weiterer wichtiger Vorteil: Die kompakte Bauhöhe und großflächige Auflage sorgt für ein schnelles, gleichmäßiges Erwärmen des gesamten Systems. Computersimulationen und Messungen haben ergeben, dass damit schon 500 s nach dem Heizbeginn auf der Substratplatte eine fast identische Temperatur herrscht, wie bei der Hubplattform. Diese Ergebnisse bestätigen den extrem schnellen Wärmedurchgang und die sehr gute Wärmeverteilung des Systems.


Inhaltsverzeichnis
Unternehmensinformation

Peter Lehmann AG

Bäraustr. 43
CH 3552 BÄRAU
Tel.: 004134-409-6666
Fax: -6600

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