Peripherie für die additive Metallfertigung
Vernetzen Sie die Prozesse rund um den Drucker, um einen effizienteren und skalierbaren Workflow für die additive Fertigung von Metallen zu schaffen. Die industrielle additive Fertigung von Metallen umfasst mehr als nur den Bauprozess. Pulveraufbereitung und -rückgewinnung, automatisierte Auftragsabwicklung, Entpulverung und Nachbearbeitung beeinflussen Produktivität, Bauteilqualität, Bedienerinteraktion und Produktionskosten.
Entdecken Sie die Technologien und Lösungen, die diese wesentlichen Schritte miteinander verbinden und Herstellern helfen, von einzelnen Fertigungsaufträgen hin zu einer integrierten, skalierbaren additiven Metallproduktion zu gelangen.
Handhabung von Metallpulver für die additive Fertigung
Metallpulver sicher, effizient und gleichmäßig handhaben
Metallpulver durchläuft im additiven Fertigungsprozess mehrere Phasen – von der Beschaffung und Aufbereitung über den Transport und die Rückgewinnung bis hin zur Wiederverwendung. Eine effiziente Pulverhandhabungsstrategie trägt zu einem gleichmäßigen Materialfluss bei und reduziert gleichzeitig manuelle Eingriffe und den Kontakt des Bedieners mit dem Metallpulver.
Mit zunehmender Produktionsgröße können automatisierte und geschlossene Pulverhandhabungssysteme diese einzelnen Schritte zu einem effizienteren Arbeitsablauf verbinden und den Herstellern so helfen, die Materialausnutzung, die Produktivität und die betriebliche Effizienz zu verbessern.
Was versteht man unter Metallpulverhandhabung?
Die Handhabung von Metallpulver umfasst die Verwaltung von Metallwerkstoffen vor, während und nach dem additiven Fertigungsprozess. Dies beinhaltet die Lagerung und Aufbereitung des Pulvers, dessen Transport und Siebung, das Beladen des Metall-AM-Systems sowie die Rückgewinnung von überschüssigem Material nach dem Bauprozess.
Vor dem Druckvorgang muss das Metallpulver im erforderlichen Zustand vorliegen und dem AM-System kontinuierlich zugeführt werden. Je nach Material und Produktionsumgebung kann die Pulveraufbereitung Sieben oder Trocknen umfassen. Nach dem Druckvorgang kann nicht verbrauchtes Pulver gesammelt, aufbereitet und für nachfolgende Druckvorgänge dem definierten Materialkreislauf wieder zugeführt werden.
Mit steigenden Produktionsmengen kann der manuelle Pulvertransfer den Aufwand erhöhen und den Arbeitsablauf unterbrechen. Halb- und vollautomatische Pulverhandhabungslösungen verbinden die einzelnen Prozessschritte und sorgen für einen kontrollierteren Materialfluss. Geschlossene Systeme integrieren Pulverrückgewinnung, Siebung und Maschinenbeladung und reduzieren so den Bedarf an offenen Pulvertransfers.
Ein gut konzipierter Prozess zur Metallpulveraufbereitung kann Herstellern helfen:
- Reduzierung der manuellen Pulverhandhabung und des Bedienerkontakts
- Verbesserung der Materialausnutzung und Pulverrückgewinnung
- Sorgen Sie für eine gleichbleibende Versorgung mit konditioniertem Pulver.
- Rückverfolgbarkeit von Unterstützungsmaterialien und standardisierte Arbeitsabläufe
- Steigerung der Produktivität über mehrere Metall-AM-Systeme hinweg
- Skalierbare Produktion mit modularen und automatisierten Anlagen
Die geeignete Konfiguration des Pulverhandlings hängt von Faktoren wie dem Metallwerkstoff, dem Produktionsvolumen, der Anzahl der AM-Systeme und dem erforderlichen Automatisierungsgrad ab. Die Integration des Pulvermanagements in den gesamten Fertigungsprozess kann Unternehmen dabei helfen, eine sicherere, effizientere und skalierbare Grundlage für den industriellen 3D-Metalldruck zu schaffen.
PRODUKT IM FOKUS
Volkmann Automation Pulverhandhabungslösungen – EOS Edition
Automatisiertes Materialmanagement: Die Volkmann Automated Powder Handling Solutions – EOS Edition ermöglicht das Fördern, Sieben und Zuführen von Metallpulver zu kompatiblen EOS-Metall-AM-Systemen innerhalb eines vernetzten Pulverhandhabungs-Workflows. Je nach Produktionsanforderungen und Systemkonfiguration unterstützt die Lösung manuellen, halbautomatischen oder vollautomatischen Betrieb.
Skalieren Sie Ihre Produktionskapazität
Systemkompatibilität: EOS M 400 400-4 & EOS M4 ONYX. Die automatisierten Pulverhandhabungslösungen von Volkmann – EOS Edition – unterstützen das Metallpulvermanagement vor und nach dem Bauprozess. Das modulare System besteht aus drei Geräten – PowTReX, vHub 250 und vLoader 250 –, die wichtige Schritte der Pulverhandhabung miteinander verbinden und sich an wachsende Produktionsanforderungen anpassen lassen.
- Umfassende Lösung für die Handhabung von Metallpulvern
- Modulare, flexible und skalierbare Systemkonfiguration
- Geschlossene Pulverhandhabung für mehr Automatisierung und Sicherheit
- Integrierte Pulverförderung, Siebung und Maschinenbeladung
- Optionale Pulvertrocknung durch Integration mit dem vDryer
Vertiefen Sie Ihr Wissen:
Eine Einführung in die Handhabung von Metallpulver im 3D-Druck
Automatisierte Pulververarbeitung ermöglicht beispiellose Effizienz
Beispiellose Skalierbarkeit durch automatisierte Pulververarbeitung
Automatisierung und Auftragsabwicklung für die additive Fertigung
Einzelne Fertigungsaufträge werden zu einer skalierbaren additiven Metallproduktion verknüpft.
Die Industrialisierung der additiven Fertigung von Metallen erfordert mehr als nur eine Steigerung der Baugeschwindigkeit. Die Vorgänge zwischen den einzelnen Bauprozessen – von der Systemeinrichtung und dem Auftragswechsel bis hin zur Material- und Teilehandhabung – können die Gesamtproduktivität erheblich beeinflussen.
Automatisierung und effiziente Auftragsabwicklung tragen dazu bei, manuelle Eingriffe und unproduktive Zeiten zu reduzieren und gleichzeitig einzelne Produktionsschritte in einen kontinuierlicheren Arbeitsablauf zu integrieren. Dies ermöglicht es Herstellern, die Maschinenauslastung zu steigern und von individuellen AM-Systemen zu skalierbaren Produktionsumgebungen überzugehen.
Was versteht man unter Automatisierung und Auftragsabwicklung in der additiven Fertigung von Metallen?
Automatisierung und Auftragsabwicklung umfassen die operativen Schritte, die für die Vorbereitung, den Austausch und die Bearbeitung aufeinanderfolgender Fertigungsaufträge in der additiven Fertigung von Metallen erforderlich sind. Zu diesen Aktivitäten gehören die Systemvorbereitung, die Materialzufuhr, der Austausch der Baurahmen, die Initiierung des nächsten Auftrags, das Auspacken der fertigen Bauteile und der Transport der Teile zu den nachfolgenden Produktionsschritten.
Obwohl der Fertigungsprozess selbst automatisiert ablaufen kann, erfordern die Aktivitäten zwischen zwei Aufträgen häufig das Eingreifen eines Bedieners. Bleibt eine Metall-AM-Anlage ungenutzt, während ein fertiges Bauteil entnommen und der nächste Auftrag vorbereitet wird, geht wertvolle Produktionskapazität verloren. Automatisierte Auftragsabwicklungslösungen tragen dazu bei, diese unproduktive Zeit zu reduzieren, indem sie Systemeinrichtung, Auftragsübergabe und Auspacken effizienter miteinander verknüpfen.
Die Trennung des Fertigungsprozesses von Einrichtung und Auspacken ermöglicht zudem die parallele Durchführung verschiedener Aktivitäten. Während ein Auftrag im Metall-AM-System läuft, kann ein abgeschlossener Auftrag ausgepackt und der nächste außerhalb der Prozesskammer vorbereitet werden. Sobald der aktive Fertigungsprozess abgeschlossen ist, kann der nächste vorbereitete Auftrag mit minimaler Verzögerung in das System überführt werden.
Die automatisierte Auftragsabwicklung kann Herstellern helfen:
- Reduzierung unproduktiver Zeiten zwischen Bauaufträgen
- Steigerung der Auslastung von Metall-AM-Systemen
- Minimieren Sie manuelle Eingriffe während des Arbeitsplatzwechsels
- Verarbeite aufeinanderfolgende Build-Aufträge effizienter
- Unterstützung der Produktion während der Nächte und Wochenenden
- Standardisierte und wiederholbare Arbeitsabläufe etablieren
- Skalieren Sie von einzelnen AM-Systemen bis hin zu vernetzten Produktionsumgebungen
Der optimale Automatisierungsgrad hängt von Faktoren wie Produktionsvolumen, Maschinenpark, Auftragshäufigkeit und Verfügbarkeit von Bedienern ab. In Kombination mit automatisierter Pulverhandhabung, Entpulverung und digitalem Produktionsmanagement wird die automatisierte Auftragsabwicklung zu einem wichtigen Bestandteil eines skalierbaren, durchgängigen Workflows für die additive Fertigung von Metallen.
PRODUKT IM FOKUS
Grenzebach Dual Setup Station - EOS Edition
Automatisiertes Auftragswechselsystem: Die Grenzebach Dual Setup Station – EOS Edition nutzt zwei austauschbare Rahmen, um die automatisierte Bearbeitung zweier aufeinanderfolgender Fertigungsaufträge mit minimalem Bedienereingriff zu ermöglichen. Während ein Auftrag in der Prozesskammer läuft, kann der fertige Auftrag ausgepackt und der nächste vorbereitet werden. Dies hilft Herstellern, die Auslastung ihrer Metall-AM-Systeme zu optimieren.
Steigern Sie Ihre Systemauslastung
Systemkompatibilität: EOS M 400 & EOS M4 ONYX. Die Grenzebach Dual Setup Station – EOS Edition wurde entwickelt, um Wartezeiten zwischen aufeinanderfolgenden Druckaufträgen zu minimieren. Sobald die Aufträge vorbereitet sind, automatisiert das System den Austausch der Baurahmen und startet den nächsten Druckvorgang mit minimaler Verzögerung.
Dies ermöglicht es Herstellern, die Auftragsvorbereitung und das Auspacken vom eigentlichen Fertigungsprozess zu trennen. Zudem können aufeinanderfolgende Aufträge außerhalb der regulären Betriebszeiten gestartet werden, was eine effizientere Produktion nachts und am Wochenende unterstützt und die verfügbare Produktionskapazität kompatibler EOS-Metall-AM-Systeme erhöht.
- Zwei austauschbare Rahmen, die nacheinander in einem System betrieben wurden
- Laser-Aus- bis Laser-Ein-Zeit von weniger als 60 Minuten
- Automatisierter Austausch aufeinanderfolgender Build-Aufträge und Start des nächsten vorbereiteten Builds
- Minimale Bedienereingriffe während des automatisierten Jobwechsels
- Erhöhte Systemauslastung über die regulären Betriebszeiten hinaus
Vertiefen Sie Ihr Wissen:
Metallentpulverung für die additive Fertigung
Überschüssiges Metallpulver nach dem Zusammenbau sicher und effizient entfernen.
Nach Abschluss des Fertigungsprozesses muss überschüssiges Metallpulver entfernt werden, bevor das Bauteil in die weitere Nachbearbeitung überführt werden kann. Je nach Bauteilgeometrie und Produktionskonfiguration umfasst dies das Entfernen größerer Mengen losen Pulvers sowie von Pulverresten aus inneren Kanälen, Kavitäten und anderen schwer zugänglichen Bereichen. Der Arbeitsablauf kann daher von der groben Pulverentfernung bis zur automatisierten Feinentpulverung reichen, wodurch der manuelle Aufwand reduziert und die Bauteile für die nächsten Produktionsschritte vorbereitet werden.
Was versteht man unter Entpulverung bei der additiven Metallfertigung?
Das Entpulvern von Metall ist der Prozess, bei dem nach dem additiven Fertigungsverfahren nicht verschmolzenes Pulver aus dem Bauraum, der Bauplattform und den gedruckten Bauteilen entfernt wird. Es ist ein wesentlicher Schritt zwischen dem Druckvorgang und nachfolgenden Bearbeitungsschritten wie Wärmebehandlung, Entfernung der Stützstrukturen, maschineller Bearbeitung, Oberflächenveredelung und Qualitätskontrolle. Der Entpulverungsprozess besteht im Allgemeinen aus zwei Stufen: Grobentpulvern und Feinentpulvern.
- Grobentpulverisierung: Bei der Grobentpulverisierung werden größere Mengen losen Metallpulvers aus dem Pulver entfernt. Bauvolumen Die Plattform und die Außenflächen der Bauteile werden so bearbeitet. Das gewonnene Pulver kann anschließend in den definierten Pulverhandhabungsprozess zur Sammlung, Siebung, Aufbereitung und möglichen Wiederverwendung überführt werden.
- Feinentpulverung: Bei der Feinentpulverung geht es um Restpulver, das im Bauteil eingeschlossen ist. Komplexe innere Kanäle, Hohlräume, Gitterstrukturen und enge Passagen können die vollständige Pulverentfernung besonders schwierig gestalten.
Automatisierte Entpulverungssysteme nutzen kontrollierte Bewegungsabläufe, darunter Rotation und Vibration, um Pulver aus schwer zugänglichen Bereichen zu lösen. Je nach Material, Anwendung und gewählter Ausrüstung kann der Prozess in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden, um die kontrollierte Handhabung reaktiver Metallpulver zu gewährleisten.
Ein effektives Metallentpulverungsverfahren kann Herstellern helfen:
- Reduzierung der manuellen Pulverentfernung
- Pulver aus komplexen inneren Geometrien entfernen
- Verbesserung der Konsistenz und Wiederholbarkeit der Pulverentfernung
- Unterstützung einer sichereren Handhabung von Metallpulver
- Nicht verbrauchtes Pulver zur Weiterverarbeitung zurückgewinnen.
- Komponenten für die nachfolgende Nachbearbeitung vorbereiten
- Skalierung und Standardisierung der Produktionsabläufe für die additive Metallverarbeitung
Die geeignete Entpulverungslösung hängt von Faktoren wie Bauteilgröße, Gewicht, Geometrie, Material und Produktionsvolumen ab. Die Integration von Grob- und Feinentpulverung in den gesamten Fertigungsprozess trägt zu einem sichereren, effizienteren und skalierbaren Übergang vom Rohling zum fertigen Bauteil bei.
PRODUKT IM FOKUS
Automatisierte Entpulverungslösungen von Solukon
Empfohlene Lösung für die automatisierte Pulverentfernung in der additiven Fertigung von Metallen: Solukon bietet bewährte und robuste Lösungen für die automatisierte Pulverentfernung. Aufgrund positiver Erfahrungen mit einer Vielzahl von EOS-Kundenanwendungen ist Solukon eine empfehlenswerte Option für die sichere, konsistente und automatisierte Pulverentfernung.
Solukon-Systeme nutzen programmierbare Rotation und kontrollierte Vibration, um Restpulver von komplexen Bauteilen zu entfernen. Die Software SPR-Pathfinder® unterstützt die Entwicklung bauteilspezifischer Bewegungsabläufe und ermöglicht so ein zuverlässiges Entpulvern selbst bei komplexen Innengeometrien. Der Prozess findet in einer geschlossenen, inerten Umgebung statt und gewährleistet die kontrollierte Handhabung von Metallpulver.
Als einer von mehreren möglichen Entpulverungspartnern ergänzt Solukon die Metall-AM-Systeme von EOS durch die Unterstützung skalierbarer, effizienter und industrietauglicher Nachbearbeitungs-Workflows.
Vertiefen Sie Ihr Wissen:
Automatisierte Entpulverung ist der Schlüssel zum Erfolg in der additiven Fertigung.
Metall-Nachbearbeitung für die additive Fertigung
Verwandeln Sie ein gedrucktes Metallteil in eine anwendungsfertige Komponente.
Die Nachbearbeitung ist ein wesentlicher Bestandteil des Workflows bei der additiven Fertigung von Metallen. Nach dem Drucken und Entpulvern können zusätzliche Schritte erforderlich sein, um die für die Endanwendung erforderlichen mechanischen Eigenschaften, Maßgenauigkeit, Oberflächenqualität und das gewünschte Erscheinungsbild zu erzielen.
Je nach Material, Bauteilgeometrie und Anwendung kann die Nachbearbeitung Wärmebehandlung, das Entfernen von Bauteil und Stützstrukturen, maschinelle Bearbeitung, Kugelstrahlen und Gleitschleifen umfassen. Die frühzeitige Auswahl und Planung der richtigen Kombination dieser Prozesse im AM-Workflow ermöglicht es Herstellern, effizient vom Rohling zum fertigen Bauteil zu gelangen.
Was versteht man unter Nachbearbeitung bei der additiven Fertigung von Metallen?
Die additive Fertigung von Metallen endet in der Regel nicht mit dem Abschluss des Druckprozesses. Die Nachbearbeitung umfasst die Produktionsschritte, die nach dem Drucken und Entpulvern erforderlich sind, um ein additiv gefertigtes Bauteil in eine funktionsfähige, anwendungsfertige Komponente umzuwandeln.
Der erforderliche Nachbearbeitungsablauf hängt von Faktoren wie dem Metallwerkstoff, der Bauteilgeometrie, dem Fertigungsprozess, dem Produktionsvolumen und den Anforderungen der Endanwendung ab. Einzelne Teile können unterschiedliche Kombinationen aus Wärmebehandlung, Trennung, Entformung, Bearbeitung, Oberflächenveredelung und Prüfung erfordern.
- Wärmebehandlung
Durch thermische Nachbehandlung lassen sich Eigenspannungen abbauen und die gewünschten Materialeigenschaften erzielen. Je nach Material und Anwendung können hierfür Spannungsarmglühen, Lösungsglühen, Auslagern oder Heißisostatisches Pressen (HIP) eingesetzt werden. Das gewählte Verfahren muss auf das Material, die Bauteilanforderungen und die relevanten Qualifizierungsnormen abgestimmt sein. - Teiletrennung und Entfernung der Stütze
Nach dem Drucken müssen die Bauteile von der Bauplattform getrennt werden. Je nach Material und Baukonfiguration können Verfahren wie Sägen, Drahterodieren oder mechanisches Schneiden zum Einsatz kommen. Anschließend werden die Stützstrukturen manuell oder automatisiert entfernt. Die Berücksichtigung der Trennung und der Entfernung der Stützstrukturen bereits bei der Bauteilkonstruktion und der Bauvorbereitung kann den Aufwand im weiteren Verlauf reduzieren. - Zerspanung und Maßbearbeitung
CNC-Bearbeitung, Bohren, Fräsen oder Schleifen können erforderlich sein, um enge Toleranzen, definierte Schnittstellen und funktionale Oberflächen zu erzielen. Bearbeitungszugaben sollten bereits bei der Konstruktions- und Fertigungsvorbereitung berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass ausreichend Material für die erforderlichen Nachbearbeitungsschritte zur Verfügung steht. - Oberflächenveredelung
Additiv gefertigte Metallteile können je nach Funktion und Aussehen unterschiedlichen Oberflächenbehandlungen unterzogen werden. Verfahren wie Strahlen, Kugelstrahlen, Schleifen, Polieren und Trommelpolieren können eingesetzt werden, um die Oberflächenrauheit zu verändern, verbleibende Unebenheiten zu beseitigen oder die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen. - Inspektion und Qualitätssicherung
Die Inspektion dient der Überprüfung, ob das fertige Bauteil die definierten Anforderungen an Abmessungen, Material und Oberfläche erfüllt. Je nach Anwendung kann dies Dimensionsmessung, Oberflächenprüfung, Materialprüfung und zerstörungsfreie Prüfung umfassen. Prozessdokumentation und Rückverfolgbarkeit sind besonders wichtig für Teile, die in regulierten Branchen eingesetzt werden.
Eine effektive Nachbearbeitungsstrategie für die additive Fertigung von Metallen kann Herstellern helfen:
- Die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erreichen
- Einhaltung der Maßtoleranzen und funktionalen Anforderungen
- Verbesserung der Oberflächenqualität und des Erscheinungsbilds von Bauteilen
- Reduzierung des manuellen Nachbearbeitungsaufwands
- Etablierung wiederholbarer und standardisierter Produktionsprozesse
- Unterstützung der Komponentenqualifizierung und Qualitätssicherung
- Effizienter Übergang vom gedruckten Teil zur endgültigen Anwendung
Die Anforderungen an die Nachbearbeitung sollten frühzeitig im additiven Fertigungsprozess berücksichtigt werden. Bauteilausrichtung, Stützstrategie, Bearbeitungszugaben und Zugänglichkeit beeinflussen den Aufwand, die Kosten und die Lieferzeit nach dem Druck. Die Integration dieser Aspekte in die Konstruktions- und Produktionsplanung trägt zu einem effizienteren, durchgängigen Workflow für die additive Fertigung von Metallen bei.
