Herstellung von Prototypen aus Metallen und Kunststoffen

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1 Das Forschungsunternehmen der Herstellung von Prototypen aus Metallen und Kunststoffen Kooperationsforum Industrie und Forschung 22. November 2012 Dr. Rolf Seemann FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH

2 Überblick Firmenvorstellung Generative Fertigung 3D-Gipsdrucker Mikrostereolithographie Metall-Lasersinteranlage Verfahren Anwendungsbeispiele Vorteile & Möglichkeiten 2

3 FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH Das Forschungsunternehmen der Fachhochschule Wr. Neustadt Gegründet MitarbeiterInnen ISO 9001 zertifiziert seit Okt Bereiche: - Aerospace Engineering - Innovative Softwaresysteme - Technikum 3

4 Generative Fertigung - Additive Manufacturing Bauteile entstehen schichtweise durch Hinzufügen von Werkstoff (VDI 3404) Rapid Prototyping Generative Fertigung echte Werkstoffe mit gewohnter Festigkeit Definition gem. VDI 3404: Generativ - erzeugend, urformend - hier: aufbauende Verfahren, z.b. elementoder schichtweise, additiv. Definition gem. ASTM International: Additive manufacturing - process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies. 4

5 3D-Gipsdrucker Prinzip: 3D-Farbdruck Anlage: Zcorp Z510 Material: mit Harz infiltrierter Gips Bauraum: mm³ Kleinste Wandstärke: ca. 1 mm Anwendung: farbige Prototypen 5

6 Mikrostereolithographie Prinzip: Stereolithographie Anlage: Eigenentwicklung Material: Photopolymer rot Baufeld: bis mm² Bauhöhe: max. 45 mm Kleinste Wandstärke: ca. 0,2 mm Anwendung: Prototypen mit filigranen Details, glatte Oberfläche 6

7 Metall-Lasersinteranlage Prinzip: Selektives Laserschmelzen Anlage: EOSINT M 280 Material: div. Metalle Mechanische Eigenschaften des Grundwerkstoffes Bauraum: mm³ kleinste Wandstärken: 0,3-0,4 mm Anwendung: metallische Prototypen, Generative Fertigung komplexer Metallteile 7

8 Verfahren Viele Bezeichnungen: Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Lasercusing Selective Laser Melting (SLM) 1 Bauteil 2 Pulvervorrat 3 Baukammer 4 Bauplattform 5 Pulverüberlauf 6 Beschichterklinge 7 Beschichter 8

9 Werkstoffe Aktuell im Einsatz: Titanium Ti64 (Ti6Al4V grade 5, ASTM F1472) Bei uns verfügbar: MaragingSteel MS1 (18% Ni Maraging 300, , X3NiCoMoTi18-9-5) Beim Hersteller verfügbar: StainlessSteel GP1 (17-4 PH, , X5CrNiCuNb16-4) StainlessSteel PH1 (15-5 PH, , UNS S15500 ) NickelAlloy IN718 (UNS N07718, AMS 5662, AMS 5664, , NiCr19Fe19NbMo3) NickelAlloy IN625 (UNS N06625, AMS 5666F, AMS 5599G, , NiCr22Mo9Nb) Titanium Ti64 ELI (Ti6Al4V ELI, ASTM F136) Titanium TiCP (commercially pure, grade 1-4) Aluminium AlSi10Mg CobaltChrome MP1 (UNS R31538 CoCrMo-Legierung) CobaltChrome SP2 (type 4 CoCr dental material, EN ISO 22674:2006) 9

10 100% dichte Bauteile Materialeigenschaften Keine Evidenz von Poren/Einschlüssen Oberflächenrauhigkeit vergleichbar mit Feinguss Festigkeitskennwerte in allen Raumrichtungen vergleichbar bzw. über anderen Herstellverfahren (gewalzt, geschmiedet, gegossen) Zugversuch Ti64 (wie gebaut) vertical horizontal 10

11 Anwendungsbeispiel 1 Treibstoffsammler Kommerzialrat Ing. Ernst Kurri Lasergesinterte Version Material: Ti64 Gewicht: 10 g -59 Vol.-% -77 Gew.-% Aktuelles Bauteil aus 5 Einzelkomponenten Material: Gewicht: 44 g 11

12 Pullrod Bracket Anwendungsbeispiel 2 Material: Ti64 Gewicht: 49 g 12

13 Anwendungsbeispiel 3 Spritzguss Lasergesinterter Werkzeugeinsatz Material: MS1 3D-Füllsimulation mit SIGMA 13

14 Vorteile & Möglichkeiten Metall-Lasersintern für Bauteile mit Geometrien, die bisher nur schwer oder gar nicht realisiert werden konnten mit Spanvolumina >80% mit folgenden Benefits: Gewichtsoptimierung Wegfall von Baugruppen kein Aufpreis für Komplexität ähnliche, individuell angepasste Bauteile Zeitersparnis keine Auf-/Umspannproblematiken Neue Freiheiten zur Entwicklung neuer innovativer Produkte 14

15 Generative Fertigung Wir helfen Ihnen gerne mit Prototypen und maßgeschneiderten Bauteilen aus Metall Ansprechpartner: Dr. Rolf Seemann / Das Forschungsunternehmen der 15

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