Von der Validierung zur Produktion
Materialise testet neue Polymerplattform
Kritische Teile gleich beim ersten Mal richtig herstellen
Vor der offiziellen Markteinführung evaluierte Materialise die EOS-Polymerplattform der nächsten Generation unter realen Produktionsbedingungen. Ein für GKN Aerospace gefertigtes Kabeldrehrad diente als Validierungsanwendung, doch die Ergebnisse reichen weit über ein einzelnes Bauteil oder eine einzelne Branche hinaus. Sie zeigen, wie die neue Systemgeneration Auftragsfertigern die Kombination aus Leistung, Prozesskontrolle und Flexibilität bietet, die für die Industrialisierung einer Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen erforderlich ist. Für Materialise konzentrierte sich die Evaluierung nicht nur darauf, ob die Maschine ein einwandfreies Bauteil herstellen konnte. Das Team bewertete die Zuverlässigkeit der Leistung, die Effektivität der innovativen Hardwarefunktionen, die Effizienz der Nutzung der verfügbaren Produktionskapazität, die einfache Nachbearbeitung der fertigen Bauteile und den Grad der Kontrolle, den die Anwender über den Prozess behielten.
Die Plattform der nächsten Generation kombiniert homogene Prozessbedingungen mit validierten Parametersätzen, die bei Bedarf vollständig freigegeben werden können, sowie erweiterten Prozesssteuerungen. Produktionsteams können so Qualitäts- und Produktivitäts-KPIs an die spezifischen Anforderungen einer Anwendung anpassen, anstatt auf ein einziges, generisches Prozessziel beschränkt zu sein. Dieser Ansatz unterstützt eine reproduzierbare Produktion und gibt erfahrenen Herstellern gleichzeitig die Freiheit, ihre Prozesse zu optimieren. Giovanni Vleminckx, Leiter Prozessentwicklung bei Materialise, erklärt: „Was uns besonders beeindruckt hat, war nicht ein einzelnes Merkmal, sondern die Gesamtleistung des Systems. Es vereint die benötigte Produktivität mit der Prozessstabilität und -steuerung, die für die Serienproduktion anspruchsvoller Anwendungen erforderlich sind.“
Höhere Leistung durch intelligente Drei-Laser-Nutzung
Ein von dem Materialise-Team hervorgehobenes Merkmal war die Drei-Laser-Architektur der Plattform und deren intelligente Nutzung. Der dynamische Lastausgleich maximiert den Durchsatz pro Bauteil durch gleichmäßige Verteilung der Belichtungslast. Die installierte Laserkapazität führt zu maximaler Produktivität und Teilequalität. In der Materialise-Evaluierung verbesserte sich die Produktivität im Vergleich zur Vorgängermaschine um 44 %, während die Bauzeit pro Bauteil von etwa 20 auf 14 Minuten sank. Das Ergebnis ist ein höherer Durchsatz bei gleicher Produktionsfläche und eine solidere Basis für die flexible Reaktion auf schwankende Auftragsvolumina und Anwendungsmixe. „Die drei Laser machen einen deutlichen Unterschied in der Leistung. Ihre intelligente Nutzung ermöglicht uns einen deutlich höheren Durchsatz bei gleichbleibender Teilequalität, die unsere Kunden erwarten“, so Giovanni Vleminckx.
Für Auftragsfertiger ist dies besonders relevant, da die Maschinenleistung in wechselnden Produktionsszenarien und nicht nur für einen optimierten Referenzauftrag gewährleistet sein muss. Ein höherer Durchsatz schafft Mehrwert, wenn er mit der Fähigkeit kombiniert wird, unterschiedliche Teilegeometrien, Produktionsvolumina und Kundenanforderungen zu bewältigen, ohne die Prozesssicherheit zu beeinträchtigen.
Mehr Kontrolle von der Bauvorbereitung bis zur Entpulverung
Darüber hinaus hob Materialise den weicheren Pulverkuchen hervor, der durch den fortschrittlichen Walzenbeschichter der Plattform erzeugt wird. Die Technologie ermöglicht die unabhängige Steuerung der Walzenrotation und der Beschichtungsgeschwindigkeit, was die Prozessstabilität erhöht und gleichzeitig ein weicheres Pulverbett erzeugt. Der praktische Vorteil wird nach dem Bauprozess deutlich. Die Teile lassen sich leichter entpulvern, was den Handhabungsaufwand reduziert und den Produktionsteams hilft, die fertigen Aufträge effizienter durch die nachgelagerten Prozesse zu transportieren. Der Systemnutzen verbindet das verbesserte Pulververhalten und die optimierte Bauprozesskontrolle mit einem deutlich geringeren Aufwand in der Nachbearbeitung. „Der weiche Pulverkuchen ist eine sehr spürbare Verbesserung für unsere Bediener. Die Teile lassen sich leichter auspacken und entpulvern, was den gesamten Arbeitsablauf spürbar effizienter macht“, sagt Giovanni Vleminckx.
Ebenso wichtig für einen erfahrenen Auftragsfertiger ist die Möglichkeit, Parameter anzupassen. Validierte und vollständig offene Parametersätze, kombiniert mit erweiterten Prozesskontrollen, ermöglichen es den Produktionsteams, das Verhältnis zwischen Teilequalität und Produktivität optimal auf die jeweiligen Anwendungsanforderungen abzustimmen. „Wir schätzen die Möglichkeit, Parameter zu ändern, da unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Prioritäten erfordern. Der Zugriff auf den Prozess erlaubt es uns, Leistung und Qualität für die spezifischen Bedürfnisse jedes Produktionsauftrags zu optimieren“, erklärt Giovanni Vleminckx.
Diese Kombination unterscheidet die Plattform von Maschinen, die für ein festes Produktionsszenario konzipiert sind. Die Drei-Laser-Technologie steigert die Produktionskapazität, der Walzenbeschichter optimiert den Arbeitsablauf, und die offene Prozesssteuerung ermöglicht es Herstellern, diese Funktionen auf ein breiteres Anwendungsspektrum anzuwenden. Für Auftragsfertiger kann diese Flexibilität einen strategischen Vorteil darstellen. Anbieter, die einen höheren Durchsatz mit anwendungsspezifischer Prozesssteuerung und effizienteren nachgelagerten Prozessen kombinieren können, sind besser positioniert, um anspruchsvolle neue Projekte zu realisieren und diese von der ersten Validierung in die Serienproduktion zu überführen.
Ergebnisse auf einen Blick:
- 44 % höhere Produktivität im Vergleich zur Vorgängermaschine
- Die Fertigungszeit pro Teil wurde von 19:53 auf 13:51 Minuten reduziert.
- Intelligente Drei-Laser-Nutzung mit dynamischem Lastausgleich maximiert die Leistung pro Baueinheit
- Die fortschrittliche Walzenbeschichtungstechnologie erzeugt einen weicheren Pulverkuchen, verbessert die Prozessstabilität und die Betriebseffizienz.
- Validierte, vollständig offene Parametersätze ermöglichen die anwendungsspezifische Steuerung von Qualitäts- und Produktivitäts-KPIs.
Kurzprofil von Materialise
Materialise ermöglicht nachhaltige 3D-Druckanwendungen. Wir bieten wegweisende Lösungen für flexible industrielle Fertigung und personalisierte Massenproduktion im Gesundheitswesen. Mit über 30 Jahren Erfahrung in additiven Fertigungstechnologien stellen wir Ihnen vielfältige Software und Services zur Verfügung, die Ihre Projekte unterstützen, einen echten Unterschied machen und Ihr Potenzial voll ausschöpfen. Wir sind Vorreiter und bieten umfassende Lösungen für diverse Branchen – gemeinsam mit Unternehmen entwickeln wir innovative Lösungen für eine bessere, gesündere und nachhaltigere Welt.
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