e-manufacturing mit Laser-Sintern bis zur Serienfertigung und darüber hinaus Jörg Lenz EOS GmbH, Krailling/München
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- Tomas Bauer
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1 e-manufacturing mit Laser-Sintern bis zur Serienfertigung und darüber hinaus Jörg Lenz EOS GmbH, Krailling/München
2 e-manufacturing Schnelle, flexible und kostengünstige Produktion direkt aus elektronischen Daten Umfasst Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Manufacturing usw. 2 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
3 Laser-Sintern die Schlüsseltechnologie für e-manufacturing Pulver Laser-Sintern 4 direkt, automatisch, generativ, schichtweise, anwendungsoptimiert Bauteil 3 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
4 Warum ist das ein Thema? die Marktanforderungen 4 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
5 Die Märkte fordern eine schnelle Produktentwicklung Varianten Organisatorische Lösungen: Simultaneous Engineering Produktlaufzeit Entwicklungszeit Komplexität Technologische Lösungen: Rapid Prototyping Rapid Tooling Rapid Manufacturing e-manufacturing 5 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
6 ... und eine kostengünstige Produktion Varianten Stückzahl pro Variante Produktlaufzeit Komplexität Kosten pro Stück mit konventionellen Werkzeugen EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
7 Warum ist das ein Thema? die Marktanforderungen die Chancen, die die Technologie bietet: 4 die Innovation der letzen Jahre und der dadurch bedingte Stand der Technik 7 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
8 EOSINT M - Entwicklungsgeschichte (Zusammenfassung) 1989 Gründung EOS GmbH Electro Optical Systems 1994 Kooperationsvereinbarung mit Electrolux Erste EOSINT M Installation 1995 EOSINT M 250; DirectMetal Konzentration auf die Laser-Sinter-Technologien 1997 DirectMetal EOSINT M 250 Xtended; DirectSteel Gründung von EOS Finland 2001 EOSINT M 250 Xtended 2001; DirectSteel DirectMetal EOSTYLE; DirectSteel H20; EOSINT M 270 Ca. 100 installierte Systeme in 21 Ländern (Stand 2/2004) 8 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
9 EOSINT M 250 Xtended und EOSINT M 270 EOSINT M 250 Xtended 4 Allround-System für DirectMetal und DirectSteel Werkstoffe 4 Bauvolumen 250 x 250 x 200 mm* 4 CO 2 Laser, 200 Watt EOSINT M Spitzenmodell für DirectMetal, DirectSteel und zukünftige Werkstoffe 4 Bauvolumen 250 x 250 x 215 mm* 4 Festkörperlaser, 200 Watt, Dual-Fokus 4 höhere Baugeschwindigkeit und Detailauflösung * = inkl. Bauplattform 9 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
10 DMLS Werkstoffe - Spektrum der Eigenschaften Ergebnisse beim Bau eines typischen Formeinsatzes mit verschiedenen Werkstoffen auf EOSINT M 250 Xt: Werkstoff Bauzeit (h:min) Zugfestigkeit MPa [1] Oberflächen härte Oberfläche qualität Ra [2] DirectMetal 20, 60µm Schichten 6: HV, 65 HRB <8 Werkzeugeinsatz eines Lampengehäuses, 130 x 100 x 19 mm DirectMetal 20, 20µm Schichten DirectSteel 20, 40µm Schichten 14: HV, 65 HRB 13: HV, 94 HRB 3 <10 DirectSteel 20, 20µm Schichten 22: HV, 94 HRB 4 DirectSteel H20, 20µm Schichten ~ HV, 40 HRC <6 [1] Upskin-Bereiche, [2] horizontale Flächen, mikrogestrahlt Alle Werte sind ungefähre Angaben 10 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
11 Vergleich mit herkömmlichen Materialien typische vergütete Stähle Zugfestigkeit, MPa Bronze-basierte Pulvermischung für Werkzeugeinsätze und DirectParts DirectMetal 20 typ. Alu- Legierungen typische Einsatzstähle Stahl-basierte Pulvermischung für Serienwerkzeuge und Hochleistungsteile DirectSteel 20 DSH20 Stahl-basierte Pulvermischung für Hochleistungswerkzeuge und DirectParts Vickers (HV) Härte, HV 11 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
12 Herkömmlicher Werkzeugstahl und DirectSteel H20 500x vergrößerter Querschliff durch Impax Supreme Werkzeugstahl von Uddeholm AB, geätzt. 500x vergrößerter Querschliff durch ein DirectSteel H20 Bauteil, gebaut auf EOSINT M 270 mit Skin-Parametern, geätzt. DirectSteel H20 ist ein Werkzeugstahl mit >99.5% Dichte und gleichmäßiger Mikrostruktur 12 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
13 Warum ist das ein Thema? die Marktanforderungen die Chancen die die Technologie bietet das Dilemma der Entscheider die Chance für das Unternehmen: 20 % und mehr Kosteneinsparung das Problem aller Beteiligten: geringe Bekanntheit und Erfahrung mit den Verfahren in der Serie das Risiko für den Entscheider: 100 % Job 13 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
14 DirectTool für Rapid Tooling Mit DirectTool ist es einfach, Hunderte oder Tausende von Teilen in 2-3 Wochen zu produzieren Unten: Lampengehäuse in ABS, Einsätze in DirectMetal 20, 200 Teile innerhalb von 7 Arbeitstagen Alphaform RPI, Hella Lighting Finland Oben: Doppeltülle in flexiblem TPE, Einsätze in DirectSteel 20 mit Hinterschnitten, 300 Teile in 3 Wochen Siemens VDO Automotive, Greiner 14 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
15 DirectTool für Kleinserienproduktion DirectTool ist ideal für die wirtschaftliche Produktion von Kleinserien Unten: Modemabdeckung in PC/ABS, > Teile produziert mit Kern und Schiebern aus DirectSteel 20 SFM GmbH, Technoplast Alphaform RPI Oben: Kleinserie (einige Zehntausend) von Modellen per Thermoschaumplast- Spritzgießen, komplett mit DirectMetal 50 hergestellt 15 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
16 DirectTool für die Produktion von Großserien DirectTool wird immer häufiger für die Produktion von Großserien verwendet Unten: aufgeschnittenes 4-Kavitäts- Produktionswerkzeug in DirectSteel 20 für blasgeformte Golfbälle. Produktionsmenge: 20 Millionen Stück QuickTools Es-Tec, DemoCenter Oben: Produktionswerkzeug in DirectSteel 50 für Hunderttausende von Steckern in PBT+30GF 16 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
17 DirectTool für Druckguss DirectTool ist für Kleinserien von Druckgussteilen geeignet Links: Kupplungsgehäuse, druckgegossen in Aluminium aus DirectSteel 20; mehr als 500 produzierte Teile Rechts: Lenkradschlossgehäuse in Magnesium, mit der Kern-Methode in DirectMetal 20 hergestellt Dyson, Kemlows, DeMontfort Uni Kern GmbH 17 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
18 Alphaform RPI / Alpha Laval Alphaform RPI / Grundfoss Beispiele geeigneter DirectPart Anwendungen Alphaform RPI Volvo 18 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
19 DirectPart für neue Produktarten Konstruktionsfreiheit mit DirectPart öffnet viele Möglichkeiten für neue Gestaltung und Produktarten Links: Trafogehäuse mit optimierter internen Kühlung Rechts: lasergesinterter Stoff, z.b. für individualisierte Schutzkleidung oder Mode ABB / Alphaform RPI Freedom of Creation 19 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
20 DirectPart für kundenindividuelle Produkte Anforderung: 4 Dentalkamera mit Gehäuse Lösung: 4 DirectPart mit EOSINT M Ergebnis: 4 interessantes Potenzial für 4 Kleinserienfertigung 4 individualisierte Produkte, z.b. Anpassung an die Hand des Zahnarztes 4 spare parts on demand Oben: Serienteile aus Blech Unten: modifiziertes Gehäuse aus DirectMetal EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium, Study performed in Eureka! Projekt "Rapid Manufacturing". Partners EOS, Helsinki University of Technology and Alphaform RPI Oy
21 DirectPart für die Kleinserienfertigung Je nach Größe und Geometrie ist DirectPart auch für die Produktion von Hunderten von Teilen wirtschaftlich Links: Kleinserienfertigung von Teilen für EOSINT M 270 Rechts: 220 funktionsfähige Metallteile in nur 7,5 Stunden EOS Alphaform RPI 21 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
22 Entwicklungstrends und Ausblick 22 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
23 Laser-Sintern mit Titan Senkrechter Querschnitt durch ein Bauteil aus 99.5% reinem Titanium, lasergesintert auf EOSINT M 270 in 50µm Schichten Gemessene Porosität = 0.5 % Bauteile gebaut durch EOS, Fotos und Analyse durch EADS Corporate Research Centre, Ottobrunn Geätzt. Keine Schichtstruktur ersichtlich 23 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
24 Beispiele möglicher Serienwerkstoffe in der Zukunft Werkstoffe, die von EOS R&D auf EOSINT M schon untersucht wurden: Part built in stainless steel (17-4 PH) Part built in Inconel 625 (2.4856) Tool insert built in tool steel (H13) Source: EOS Finland 24 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
25 EOSINT M - CoCr für biomedinische Anwendungen Versuchsimplantat mit neuartiger Pyramidenstruktur lasergesintert in CoCr auf EOSINT M µm Schichtstärke SEM-Aufnahmen einer laser-gesinterten Pyramide. Oben: Draufsicht Unten: Verteilung der Elemente Co und Cr 0.5 mm 5 mm EU-CRAFT Project HIPED HIPS II. Implantat- Konstruktion durch Finsbury Instruments Ltd. Gebaubt von EOS, fotografiert von PERA. Patente angemeldet 0.5 mm 25 EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
26 Laser-Sintern mit biomedizinischen Materialien Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS) 4 CoCr 4 in Entwicklung, voraussichtlich Edelstahl, z.b. 316L 4 in Entwicklung, voraussichtlich Titan (rein und Ti6Al4V) 4 in Entwicklung, ca Kunststoff-Laser-Sintern 4 PEEK, PMMA usw. 4 in Untersuchung Keramik-Laser-Sintern 4 Hydroxylapatit, ZrO 2 u.a. 4 in Untersuchung Dentalvorrichtung in CoCr, gebaut auf EOSINT M EOS GmbH, 11-04, JL, SFB361_ ppt SFB 361 Abschlusskolloquium,
27 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! weitere Information unter:
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