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maschine+werkzeug 04/2018

Ergänzung für die Zerspanung

Technologie

Additive Manufacturing - Der metallische 3D-Druck ist kein Ersatz für die Zerspanungstechnologie, sondern eine sinnvolle Ergänzung. Hybridmaschinen beispielsweise fassen beide Verfahren in einer Maschine zusammen.

Es war eine Fachtagung für Stahl- und Gusszerspanung, auf der Experten aus Wissenschaft und Industrie über Möglichkeiten des Additive Manufacturing informierten. Tenor der Veranstaltung des VDI in Kassel: Der metallische 3D-Druck ist der neue Partner der Zerspanung.

Das Aachen Center for Additive Manufacturing (ACAM) wurde 2015 vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) und für Lasertechnik (ILT) gegründet. Mittlerweile haben sich 30 Firmen aus Deutschland, Österreich, Japan und der Schweiz zur Mitarbeit entschieden. Im Fokus stehen alle wichtigen Aspekte des 3D-Drucks wie Projektentwicklung, Weiterbildung, Machbarkeitsstudien, Beratung und Erarbeiten von Wissen in der AM-Community. Laut Dr.-Ing. Kristian Arntz, dem geschäftsführenden Gesellschafter von ACAM, biete sich das SLM-Verfahren (Selective Laser Melting) ideal für den Aufbau von Gitter- und Hohlkugelstrukturen an. So entstehen ›digitale Materialien‹, die als Rohstoff für Leichtbauteile dienen könnten.

Nicht nur wegen des deutlich höheren Arbeitstempos ist aber auch das ebenfalls am Fraunhofer ILT entstandene ›Extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA)‹ sehr interessant. Es eignet sich zum schnellen und präzisen Beschichten, Reparieren oder den 3D-Druck. Weil hier der Laser Pulverpartikel direkt im Laserstrahl aufschmilzt, wird die erreichbare Prozessgeschwindigkeit von bisher 0,5 bis 2,0 Meter pro Minute beim Laserauftragschweißen auf bis zu 500 Meter pro Minute gesteigert. Außerdem kommt EHLA mit deutlich weniger Material aus: Es senkt nämlich die herstellbare Schichtdicke von bisher über 500 auf 25 bis 250 Mikrometer.

Doch trotz dieser beeindruckenden Ergebnisse und Weiterentwicklungen warnte der Aachener Experte vor Euphorie. »Es stimmt eben nicht, dass alles mit additiver Fertigung möglich sei und dass sich damit jede Geometrie herstellen lässt«, betonte Arntz. »Sie müssen auch dort Fertigungsrestriktionen etwa beim Auslegen und Orientieren beachten. Es gibt daher auch Einschränkungen bei der Herstellbarkeit.« Hinzu komme, dass Additive Manufacturing in der Regel meist immer noch ein Verfahren zum Herstellen von Halbzeugen sei, die dann noch nachträglich zerspant werden müssen.

  • Das extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) schmilzt Pulverpartikel direkt im Laserstrahl auf. Bild: Fraunhofer ILT

    Das extreme Hochgeschwindigkeits-Laserauftragschweißen (EHLA) schmilzt Pulverpartikel direkt im Laserstrahl auf. Bild: Fraunhofer ILT

  • "Nur mit Mehrwert können Sie additiv gefertigte Produkte dem Kunden verkaufen", Dr. Dirk Sellmer, Leiter Versuch und Entwicklung bei Mapal Dr. Kress KG in Aalen. Bild: Mapal

    "Nur mit Mehrwert können Sie additiv gefertigte Produkte dem Kunden verkaufen", Dr. Dirk Sellmer, Leiter Versuch und Entwicklung bei Mapal Dr. Kress KG in Aalen. Bild: Mapal

  • Hermles C40-U Alchemy fertigt mit generativem Pulverauftrag und abwechselndem Fräsen komplexe Geometrien etwa integrierte konturnahe Kühlkanäle. Bild: Hermle

    Hermles C40-U Alchemy fertigt mit generativem Pulverauftrag und abwechselndem Fräsen komplexe Geometrien etwa integrierte konturnahe Kühlkanäle. Bild: Hermle

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