Technische Beschreibung EOS M 290. Technische Beschreibung 1 EOS M 290. Stand: April 2014

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1 Technische Beschreibung Stand: April EOS M 290 Die Maschine umfasst eine Prozesskammer mit Beschichtungssystem, Aufzugsystem und Plattformheizungsmodul, ein Optiksystem mit Laser, ein Prozessgas-Management-System, einen Prozessrechner mit Prozesskontrollsoftware, sowie Standardzubehör. Die Komponenten der Maschine sind in das Maschinengestell integriert, das aus einer stabilen Rahmenkonstruktion aufgebaut ist. Die Prozesskammer ist während des Baubetriebs durch eine Verriegelung gesichert. Die Maschine erfüllt die Anforderungen der Laserschutzklasse 1. Der integrierte Schaltschrank entspricht im geschlossenen Zustand der IP 54, die Anlage wird mit CE-Zeichen ausgeliefert.

2 1.1 Basisdaten - Abmessungen (B x T x H) 2500 mm x 1300 mm x 2190 mm - Gewicht ca kg (ohne Pulverfüllung) - Netzanschluss (Dreiphasensystem) 400 V +6 %/-10 % bei 50/60 Hz - Netzabsicherung 3 x 32 A - maximaler Leistungsverbrauch (inkl. Kühler) 8,5 kw - Druckluftversorgung 7,000 hpa, 20 m³/h - Argonversorgung 4,000 hpa, 100 l/min - minimaler Argon-Reinheitsgrad: 99,996 % Argon Argon 4.6 Ausführliche Details einschließlich benötigtem Stellraum, Anschlüssen und Umweltbedingungen (Temperatur und Luftfeuchtigkeitsbereich etc.) entnehmen Sie bitte den Aufstellbedingungen. 1.2 Optiksystem Das Optiksystem erzeugt und positioniert den Laserstrahl, um das Material zusammenzuschmelzen bzw. zu verfestigen. Der vom Laser kommende Laserstrahl wird mit Hilfe einer Lichtleitfaser, einer Aufweiteroptik, eines Scannerspiegels und eines Fokussierobjektivs geführt. Alle optischen Flächen besitzen spezielle Beschichtungen, die eine effektive Strahlführung gewährleisten Laser - Yb (Ytterbium) - Faserlaser - Wellenlänge nm - Nennleistung 400 W WEIL / / 38 D Krailling / München

3 1.2.2 Scanner Der Scanner ist eine Hochgeschwindigkeitsdrehspiegelablenkung bestehend aus Präzisionsgalvanometer-Scannern mit Temperaturkompensation, aktiv gekühlten Umlenkspiegeln höchster Reflektivität, integrierter Servo- und Interfaceelektronik, digitaler Datenübertragung vom Steuerrechner und digitalem Signalprozessor. Ergänzt wird die Ausstattung durch eine integrierte Home-In-Sensorik, die in regelmäßigen Abständen eventuell auftretende Scannerdrift entdeckt und korrigiert. Dadurch wird eine hohe Positionsstabilität des Laserstrahls aufrechterhalten, sogar unter variierenden Umgebungsbedingungen oder bei hoher thermischer Belastung aufgrund langer Belichtungszeiten und großer Baujobs. - Belichtungsbereich 250 mm x 250 mm - Belichtungsgeschwindigkeit bis zu 7000 mm/s - Wiederholgenauigkeit, Scannerposition < 11 µrad Fokussierobjektiv Das Fokussierobjektiv ist ein sogenanntes F-Theta-Objektiv, das den Laserstrahl auf ein Flachfeld fokussiert. Unterhalb des F-Theta-Objektivs befindet sich ein Schutzglas, das durch eine Freiblasvorrichtung frei von Schmutzablagerungen gehalten wird. Der Laserstrahlfokus wird mittels des Dual-Fokus-Systems während der Belichtung automatisch zwischen zwei voreingestellten Größen geschaltet: Ein feiner Fokus wird typischerweise zur detailgetreuen Belichtung von Konturen verwendet und ein breiter Fokus zur schnellen Belichtung größerer Flächen. Die Größen werden in Abhängigkeit des verwendeten Werkstoffs manuell vorgewählt. - Durchmesser des Laserstrahls im Baufeld 100 µm - Brennweite der F-Theta-Linse (Flach-Feld-Optik) 410 mm 1.3 Beschichtungs- und Aufzugsystem Das Beschichtungssystem erzeugt Pulverschichten die anschließend selektiv durch Laserstrahlung aufgeschmolzen werden. Seine Komponenten sind ein Beschichtungselement, ein Beschichterarm und eine Linearachse, die den Beschichterarm in horizontaler Richtung bewegt. Verschiedene Optionen sind als Beschichtungselement verfügbar. Für Titan-, Aluminium- und Nickel-Legierungs-Materialien empfehlen wir eine Klinge aus Schnellarbeitsstahl (HSS), für andere Materialien eine verschleißarme Keramikklinge. - Verfahrgeschwindigkeit mm/s WEIL / / 38 D Krailling / München

4 Das Aufzugsystem besteht aus Dosier-, Bau- und Überlaufsystem. Durch das Bausystem wird der Bauplattformträger in vertikaler Richtung bewegt. Auf der auf dem Bauplattformträger befestigten Bauplattform wird das Bauteil aufgebaut. Der Bauplattformträger erlaubt durch eine über zwei Stellmotoren justierbare Dreipunktlagerung eine einfache und exakte Einstellung der Bauplattform. Zusammen mit einer am Beschichterarm montierbaren Messeinrichtung ist eine schnelle und leichte Ausrichtung der Plattform bei jedem Jobstart möglich. Außerdem sind im Plattformträger Referenz-Bohrungen integriert für eine präzise und wiederholbare Positionierung der Bauplattform, die auch entsprechende Referenz- Bohrungen hat und mit Positionsstiften verstiftet werden kann. Die Bausystemachse besitzt zwei parallele Führungsschienen mit spielfreien Kugelumlaufführungen, die neben einer hohen Lebensdauer in Verbindung mit dem Präzisionsantrieb höchste Positionsgenauigkeit gewährleisten. - Wiederholgenauigkeit der Position ± 0,005 mm - Maximale Bauhöhe/ 325 mm inkl. Bauplattformstärke Hinweis: siehe Abschnitt 5 für Bauplattformstärken 1.4 Plattformheizungsmodul Um interne Spannungen zu minimieren und eine gute Verbindung der ersten Schichten zur Bauplattform zu sichern, verringert das Plattformheizungsmodul den Temperaturgradient zwischen der Bauplattform und dem Bauteil. Während Unterbrechungen des Bauprozesses hilft das Plattformheizungsmodul außerdem, die Temperatur des Bauteils konstant zu halten und bietet dadurch maximale Prozesssicherheit. - Betriebstemperatur ca. 40 bis 200 C 1.5 Laserkühler Der Laser der EOS M 290 benötigt eine Kühlung. Ein Wasser-Luft-Kühler ist standardmäßig enthalten. - Kälteleistung 1,4 kw 1.6 Anlagenüberwachung In der EOS M 290 werden folgende Anlagenkomponenten durch Sensoren überwacht. Mit Hilfe einer in der Prozesskammer integrierten Kamera kann eine Bauprozessüberwachung über Einzel- WEIL / / 38 D Krailling / München

5 bilder vor und nach der Belichtung erfolgen (Kamera ist optional). - Kamera 1.3 MegaPix - Temperatursensor in Prozesskammer -25 bis +200 C - Home-In, Scannerposition < 11 µrad - Feuchtemessgerät in Prozesskammer o Absolutfeuchte g/m³ - Feuchtemessgerät für Außenbereich o Relative Luftfeuchte 0-100% o Temperatur -30 bis +70 C 1.7 Prozess-Software EOSPRINT Die EOS M 290 verfügt über eine integrierte Bedieneinheit mit Touchscreen. Diese steuert den Bauprozess, sowie die Mess- und Kontrollkomponenten des Systems. Die ergonomische Bedienoberfläche des Touchscreen ermöglicht das Einstellen der Maschinenparameter, das Einrichten des Baubetriebes und die Auswahl eines vorher mit der EOSPRINT Desktop Software erstellten Jobs. - Dateneingabeformat: eosjob (nach EOS Spezifikation) - Betriebssystem/IPC Microsoft Windows Standardzubehör Ein Standardausrüstungsset zur Reinigung, sowie Werkzeuge für Jobstarts und Entnahme der Teile, sind inbegriffen. WEIL / / 38 D Krailling / München

6 2 Part Property Management (PPM) Konzept 2.1 PPM-Parametersätze Die sogenannten Part Property Profiles (PPPs) ermöglichen eine Standardisierung der Eigenschaften laser-gesinterter Bauteile. Die Charakteristik der einzelnen PPPs leitet sich aus typischen Anforderungsprofilen ab. In der Fertigungswelt hat jedes Teil mit jeweils unterschiedlichem Grad und Schwerpunkt gewisse qualitätsrelevante Anforderungen bezüglich Oberflächengüte, Genauigkeit und Detailauflösung zu erfüllen. In der Regel sind neben Qualitätszielen auch Kostenziele einzuhalten. Die PPPs, denen Parametersätze entsprechen, adressieren daher verschiedene Anforderungsprofile. Einmal stehen die Kosten im Mittelpunkt, ein anderes Mal optimale Qualitätsausprägungen oder auch sorgfältig ausgewogene Kompromisse. 2.2 Original EOS ParameterSets Folgende OEPs sind für die EOS M Materialien für die 400 W Option verfügbar: EOS Parametersätze (400 W) Schichtdicke MS1_Performance µm MS1_Speed µm MP1_Performance µm MP1_Speed µm Ti64_Performance µm Ti64_Speed µm AlSi10Mg_Speed µm AlSi10Mg_200 C 1.0 IN718_Performance µm 40 µm IN625_Performance µm HX_Surface µm 316L_Surface µm WEIL / / 38 D Krailling / München

7 2.2.1 Surface Bauteile mit feinen Detailstrukturen und höchsten Anforderungen an die Oberflächenqualität sind das Einsatzgebiet des Parametersatzes Surface. Dieser arbeitet bei einer Schichtauflösung von 20 µm Performance "Performance ist der Parametersatz für hohe Produktivität durch eine Bauweise in dickeren Schichten. Mechanische Eigenschaften und Dichte sind identisch zum "Surface -Parametersatz (20µm Schichten). Hinweis: Alle diese Parametersätze produzieren vollkommen dichte Teile mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften- siehe bitte Materialdatenblätter für weitere Details Speed Der Parametersatz Speed bietet einen optimalen Kompromiss zwischen Baugeschwindigkeit und Oberflächenqualität bei 400 W. 2.3 ExposureEditor Die sorgfältig abgestimmten Eigenschaftsprofile der PPM und der EOS Original ParameterSets decken einen breiten Bereich möglicher Laser-Sinter-Anwendungen ab. Darüber hinaus steht dem Experten zum Beispiel für folgende spezielle Aufgabenstellungen mit dem ExposureEditor eine Lösung zur Verfügung: - Auf der Basis langjähriger Erfahrung und mit hohem Arbeitsaufwand wurden Spezialparameter für ganz bestimmte Applikationen und/oder ungewöhnliche Geometrien entwickelt und diese sollen auf der M 290 wieder genutzt und weiterentwickelt werden? - Neue, herausfordernde Applikationen, deren spezielle Anforderungen sich trotz virtuosem Einsatz der EOS-Standard-Tools und Produkte neuester Generation nicht zur vollen Zufriedenheit der Kunden führen? - Es gibt gute Gründe für den Einsatz von Werkstoffen, die EOS noch nicht anbieten kann? - Das Hauptbetätigungsfeld ist nicht die Produktion von Prototypen oder Serienbauteilen, sondern Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet des Laser-Sinterns? WEIL / / 38 D Krailling / München

8 In allen diesen Fällen ist der ExposureEditor ein unerlässliches Zusatzmodul. - Der ExposureEditor erlaubt die Entwicklung und die Verwendung eigener Belichtungsparameter auf einem hierfür ausgerüsteten EOS M System und bietet hierfür einen funktionellen Editor. Auf Basis vorhandener Belichtungstypen wie Stripes geschwindigkeitsoptimiertes Füllen (Hatchen) großer Flächen UpDownStripes Kombination von Stripes für Innenbereiche und UpDown für horizontale nach oben und unten geneigte Flächen. Chess ein spannungsreduzierender Hatch-Typ, z. B. für große Flächen. Er arbeitet mit einem speziellen, für DMLS optimierten Schachbrett Belichtungsmuster Contours für geometrieoptimierte Konturenbelichtung Skin-Core unterschiedliche Parameter für äußere (skin) und innere (core) Flächen. Edges ermöglicht die Fertigung feinster Details, wie spitze Ecken und feine Strukturen durch die Belichtung einzelner Linien mit minimaler Aushärtebreite. Rot die Hatch Belichtungstypen Stripes und Chess können die Hatchrichtung von Schicht zu Schicht um 67 drehen. Hierdurch werden sehr gleichmäßige Bauteileigenschaften in XY und Z Richtung erzielt. Sli_Hatch zur Belichtung von Supportstrukturen, z. B. Magics SG+ können die Belichtungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Laserleistung und Belichtungsbahn parametriert werden. - Schon die Grundversion des ExposureEditors ist mit seinen Defaultmodulen gut gerüstet für alle üblichen Entwicklungsaufgabenstellungen: Schichtstärken von 20 µm, 30 µm, 40 µm, 50 µm und 60 µm werden unterstützt (Siehe verfügbare Parametersätze unter Punkt 2.2 und 2.3) Geeignet für eine breite Palette von lasersinterfähigen Werkstoffen Ausgerüstet mit vielfach bewährten Belichtungsstrategien Ausgerüstet mit dem exklusiven EOS Feature Edges als Voraussetzung zur Darstellung auch feinster Details WEIL / / 38 D Krailling / München

9 Optionale Einzel- oder Doppelbelichtungen sowohl von Konturen als auch von Edges - Wo auch dieser Leistungsumfang noch nicht zum Ziel führt, garantiert der modulare Aufbau des ExposureEditors eine weitreichende prinzipielle Erweiterbarkeit seiner Einsatzmöglichkeiten. Somit ermöglicht der ExposureEditor, auf EOS M Systemen geeignete Parametersätze für grundsätzlich laser-sinterfähige Materialien zu erzeugen, zu verwenden und weiterzuentwickeln Standard Konfiguration In der Standard Konfiguration ist die Lizenzdauer des ExposureEditors unbeschränkt. 2.4 ParameterEditor Die ParameterEditor-Pakete ermöglichen vorhandene Belichtungsparameter zu modifizieren, um die Bauergebnisse zu optimieren. Hierfür wird auf einem von EOS geprüften Parametersatz aufgebaut. Hierin ist ein Startwerte Belichtungstyp enthalten, der mittels des ExposureEditors modifiziert werden kann, bis die gewünschten Ergebnisse erzielt wurden. ParameterEditor-Pakete beinhalten: - ExposureEditor-Lizenz - OEP oder PPP Parametersätze - Startwerte, die vom Anwender mittels des ExposureEditors modifiziert werden können Folgende ParameterEditor-Pakete werden derzeit für die M W angeboten: - MS1 ParameterEditor (40, 50µm) - MP1 ParameterEditor (40, 50µm) - Ti64 ParameterEditor (30, 60µm) - AlSi10Mg ParameterEditor (30µm, C) - IN625 ParameterEditor (40µm) - IN718 ParameterEditor (40µm) - HX ParameterEditor (20µm) - 316L ParameterEditor (20µm) WEIL / / 38 D Krailling / München

10 Die ParameterEditor Pakete stellen die ideale Voraussetzung für weniger erfahrene Anwender dar, welche die Notwendigkeit haben Belichtungsparameter zu optimieren um noch bessere Bauteile erzeugen zu können. 3 IQMS Modul: EOSTATE EOSTATE ist eine Statuskontroll- und Berichtssoftware. Sie ermöglicht es dem Anwender, den Bauzustand verschiedener Maschinen in einem lokalen Netz gleichzeitig zu überwachen und zu jedem Zeitpunkt den Überblick über produktionsrelevante Daten aufrechtzuerhalten. EOSTATE bereitet die Produktionsdaten über frei definierbare Zeiträume in übersichtlicher Form auf. Weiterhin können alle überwachten relevanten Prozessgrößen in Reports sowohl Bauaufträgen als auch Teilen spezifisch zugeordnet und übersichtlich aufbereitet werden. Den unterschiedlichen Erfordernissen von Anwendern und Endkunden wird mit den integrierten, teils optional verfügbaren Modulen Basic, Quality Assurance, Controlling Machine Park Management und ERP Interface Rechnung getragen. Sie sorgen dafür, dass die Prozessabläufe übersichtlicher und somit kontrollierbarer werden. 3.1 EOSTATE Modul: Basic Das EOSTATE Basic Modul ist integraler Bestandteil jeden Systems. Es ermöglicht den selektiven Export von Jobinformationen zum Zwecke der Ferndiagnose durch den EOS-Support. Auf diese Weise können etwaige Probleme schnell und kostengünstig identifiziert, sowie Lösungen erarbeitet werden. Das Export-File beinhaltet alle Reportingdaten eines ausgewählten Zeitraums, jedoch keine Geometriedaten! Das Basic Modul bietet auch eine Statusanzeige, die es einem beliebigen Computer im Netzwerk ermöglicht, den derzeitigen Status des Systems und des evtl. darauf laufenden Bauauftrages darzustellen. 3.2 EOSTATE Modul: Quality Assurance Das optionale Quality Assurance Modul beinhaltet den Job Report und den Part Report. Diese Berichte stellen neben den allgemeinen Bauauftragsdaten und den gewählten Bauparametern vor allem qualitätsrelevante Informationen, wie z. B. Ereignisse während des Bauprozesses, Unterbrechungen und Abweichungen von den idealen Prozessbedingungen dar. Jeder Bericht beinhaltet darüber hinaus eine aus diesen Informationen hergeleitete Bewertung, aus der auf WEIL / / 38 D Krailling / München

11 einen Blick ersichtlich ist, ob während des Bauprozesses alle relevanten Parameter in der Toleranz waren. Der Job Report berichtet über den gesamten Bauprozess und alle darin enthaltenen Teile, während der Part Report detaillierte Informationen zu ausgewählten Teilen darstellt. Insbesondere bezieht sich die generierte Bewertung des Part Reports ausschließlich auf die ausgewählten Teile und deren Prozessbedingungen, so dass auch bei fehlerhaften Jobs positive Berichte für nicht betroffene Teile erzeugt werden können. Auf effiziente Weise können Sie so für Ihre internen und externen Kunden die qualitäts- und standardkonforme Produktion ihrer Bauteile dokumentieren. In der Registerkarte Statistik erlaubt das Quality Assurance Modul eine zeitraumbasierte Recherche zu allen qualitätsrelevanten Daten, wie z.b. Erfolgsquote, Baujobunterbrechungen, Materialwechsel und Bautemperaturen. 3.3 EOSTATE Modul: Controlling Das EOSTATE Controlling Modul bereitet die kosten-relevanten Informationen in übersichtlicher Form mittels eines summierenden Berichtes und der Registerkarte Statistik auf. Die Registerkarte Statistik liefert Auswertungen zu definierten Zeitabschnitten wie z.b. Wochen, Monaten, Quartalen und den Verlauf innerhalb eines gewählten Zeitraums. Somit werden z. B. Pulververbrauch oder Maschinenauslastung graphisch aufbereitet und können dadurch schnell als Entscheidungsgrundlage herangezogen werden. 3.4 EOSTATE Modul: Machine Park Management Das optionale EOSTATE MPM Modul ermöglicht es, die Steuerung und Effizienz einer Fertigungsstätte zu optimieren. Hier werden servicerelevante Informationen, wie z.b. letzter Wartungstermin, anstehende Wartungen, Laserstunden, Maschinenstunden, Warnungen und Fehlermeldungen aufbereitet und übersichtlich dargestellt. 3.5 EOSTATE Modul: PowderBed Das optionale EOSTATE PowderBed Monitoring Modul ermöglicht es, über eine Kamera den Pulverauftrag nach jeder Schicht zu überprüfen. Dazu wird nach jeder Beschichtung und nach jeder Belichtung ein Bild vom Pulverbett gemacht und diese Einzelbilder können mit Hilfe der EOSTATE Software (Plug-in) als avi-filme abgespeichert werden. Die EOSTATE Software erlaubt auch eine Analyse der Einzelbilder für jede Schicht. WEIL / / 38 D Krailling / München

12 4 Werkstoffe Für die EOS M 290 Systeme sind mehrere Werkstoffe mit einem breiten Anwendungsbereich für e-manufacturing verfügbar, wie unten zusammengefasst. Weitere Details sind dem jeweiligen Materialdatenblatt zu entnehmen. Es werden auch ständig weitere Werkstoffe entwickelt. Bitte fragen Sie nach dem aktuellen Status. 4.1 EOS MaragingSteel MS1 EOS MaragingSteel MS1 ist ein martensitaushärtbarer Stahl in feiner Pulverform. Seine chemische Zusammensetzung entspricht der US-Klassifizierung 18 Maraging 300 bzw. der europäischen und deutschen X3NiCoMoTi Diese Art von Stahl zeichnet sich aus durch höchste Festigkeit bei gleichzeitiger Zähigkeit, ist nach dem Bauprozess leicht maschinell verarbeitbar und kann durch eine einfache thermische Nachbehandlung auf eine Härte bis ca. 55 HRC gehärtet werden. Konventionell wird dieser Stahl für komplexe Werkzeuge verwendet, sowie für hochwertige Bauteile in Industrien wie z. B. Luft- und Raumfahrt. Typische Anwendungen des Werkstoffs: - Hochbelastete Spritzgusswerkzeuge und einsätze für erreichbare Standzeiten bis zu Millionen von Bauteilen in allen üblichen Kunststoffen mit Standard-Spritzgussparametern - Druckgusswerkzeugeinsätze für Serien bis zu mehreren zehntausend Leichtmetallteilen - Direkte Herstellung von Bauteilen für industrielle Anwendungen inklusive Funktionsprototypen, Kleinserienfertigung, individualisierte Produkte und Ersatzteile 4.2 EOS CobaltChrome MP1 EOS CobaltChrome MP1 ist eine feine Mischung von vorlegierten Pulvern, die Teile in einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Superlegierung baut. Diese Klasse von Superlegierungen zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Härte usw.), Korrosions- und Temperaturbeständigkeit aus. Typische Anwendungen des Werkstoffs: - Biomedizinische Implantate, z. B. für Wirbelsäule, Knie, Hüfte usw. [Anmerkung: Die regionalen Richtlinien zur Herstellung eines Medizinproduktes, z.b. für die EU Medical Device Directive 93/42/EEC, sind vom Produzenten zu prüfen und einzuhalten] WEIL / / 38 D Krailling / München

13 - Bauteile mit hohen mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen ( C) und mit guter Korrosionsbeständigkeit, z. B. Turbinen und anderen Triebwerksteile, Schneidwerkzeuge usw. - Bauteile mit sehr kleinen geometrischen Elementen wie zum Beispiel dünnen Wänden, Stiften usw., die besonders hohe Festigkeit und/oder Steifigkeit benötigen 4.3 EOS Titanium Ti64 EOS Titanium Ti64 ist eine vorlegierte Ti6AlV4 Legierung in feiner Pulverform. Dieses bekannte Leichtmetall zeichnet sich aus durch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit kombiniert mit niedrigem Gewicht sowie gute Biokompatibilität. Typische Anwendungen des Werkstoffs: - Leichtbaustrukturen und Bauteile, wo eine Kombination aus guten mechanische Eigenschaften mit niedrigem Gewicht erfordert wird, z. B. Struktur- und Triebwerksteile für die Luft- und Raumfahrt, Motorsport-Anwendungen usw. - Biomedizinische Implantate [Anmerkung: Die regionalen Richtlinien zur Herstellung eines Medizinproduktes sind vom Produzenten zu prüfen und einzuhalten] 4.4 EOS NickelAlloy IN718 EOS NickelAlloy IN718 ist eine nickelbasierende hochhitzebeständige Legierung in feiner Pulverform. Die Zusammensetzung entspricht Inconel 718, UNS N07718, AMS 5662, AMS 5664, W.Nr , DIN NiCr19Fe19NbMo3. Diese Art aushärtbarer Nickel-Chrom Legierungen zeichnet sich aus durch gute Alterungsbeständigkeit, Zug-, Warm- und Bruchfestigkeit, bei Temperaturen bis zu 700 C. Die 718 Legierung ist außerdem sehr korrosionsbeständig in unterschiedlichen korrosiven Umgebungen. Dieses Material ist ideal für viele Hochtemperaturanwendungen. Typische Anwendungen des Werkstoffes: - Bauteile für luft- und landgestützte Turbinen - Bauteile für Raketen, Luft- und Raumfahrt - Bauteile für die chemische und Prozessindustrie - Teile für die Erdöl-, Petroleum- und Erdgasindustrie WEIL / / 38 D Krailling / München

14 4.5 EOS NickelAlloy IN625 EOS NickelAlloy IN625 ist ein hitze- und korrosionsbeständiges Nickel-Legierungspulver, welches speziell für die Verarbeitung in EOS M Systemen optimiert wurde. Aus EOS NickelAlloy IN625 gebaute Teile entsprechen der chemischen Zusammensetzung von UNS N06625, AMS 5666F, AMS 5599G, W.Nr und DIN NiCr22Mo9Nb. Diese Art von Legierung zeichnet sich durch hohe Zug-, Kriech- und Bruchfestigkeit aus. Konventionelle Gussund Schmiedeteile aus dieser Nickel-Legierung haben typischerweise eine ausgezeichnete (Temperatur-) Dauerschwingfestigkeit., kombiniert mit einer guten Oxidationsbeständigkeit. EOS NickelAlloy IN625 besitzt eine gute Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen korrosiven Umgebungen. Besonders marine Anwendungen erfordern eine hohe Lochfraß-, Spalt- und Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit gegen Chlorionen sowie hohe Zug- und Dauerschwingfestigkeiten in korrosiven Medien. Zur Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit wird empfohlen, relevante Prüfungen durchzuführen, bevor dieses Material in bestimmten korrosiven Medien eingesetzt wird. 4.6 EOS NickelAlloy HX EOS NickelAlloy HX ist ein Nickel-Chrom-Eisen-Molybdän-Legierungspulver, welches speziell für die Verarbeitung in EOS M Systemen optimiert wurde. Aus EOS NickelAlloy HX gebaute Teile entsprechen der chemischen Zusammensetzung von UNS N Konventionelle Guss- und Schmiedeteile aus dieser Nickel-Legierung werden typischerweise lösungs-geglüht. Laser-gesinterten Bauteile erreichen bereits nach dem DMLS- Prozess eine hohe Festigkeit und gute Bruchdehnung. Durch das Lösungsglühen der lasergesinterten Bauteile wird eine homogenere Mikrostruktur erzeugt, interne Spannungen abgebaut und die Bruchdehnung erhöht. Typische Anwendungen des Werkstoffs: - Bauteile für luft- und landgestützte Turbinen - Bauteile für Raketen, Luft- und Raumfahrt - Bauteile mit hohen mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis 1200 C) 4.7 EOS Aluminium AlSi10Mg EOS Aluminium AlSi10Mg ist ein vorlegiertes Aluminium-Pulver. AlSi10Mg ist eine typische WEIL / / 38 D Krailling / München

15 Gusslegierung mit guten gießtechnologischen Eigenschaften und wird für dünnwandige und komplexe Gussteile eingesetzt. Die Legierungskombination Silizium/Magnesium führt zu einer deutlichen Steigerung der Festigkeit- und Härte. Ausserdem zeichnet sie sich durch gute dynamische Eigenschaften aus und findet daher Einsatz bei hochbelasteten Bauteilen. Typische Anwendungen des Werkstoffs: - Direkte Herstellung funktionsfähiger Prototypen, Kleinserienteile, anwenderbezogene Produkte oder Ersatzteile - Bauteile, die eine Kombination aus guten thermischen Eigenschaften mit niedrigem Gewicht erfordern, z. B. für die Motorsport-Anwendungen 4.8 EOS StainlessSteel 316L Bauteile aus EOS Stainless Steel 316L entsprechen in ihrer chemischen Zusammensetzung der ASTM F138 Standard-Schmiede-Qualität für 18Cr-14Ni-2.5Mo Edelstahlteile und Draht für Chirurgische Implantate (UNS S31673). Diese Form von Edelstahl zeichnet eine gute Korrosionsbeständigkeit aus und die Bestätigung dass es keine laugungsfähigen Substanzen in zytotoxischen Konzentrationen enthält. Dieses Material ist ideal für den Bereich - Lifestyle/Consumer Uhren, Schmuck, Brillengestelle, Dekoration, Funktionsbauteile bei Elektronikgehäusen und Zubehör - Automobil/Industrie nicht korrodierende Bauteile - Lebensmittel- und Chemieanlagen Luft- und Raumfahrt/Kraftwerk und Turbinenindustrie Einstiegsmaterial für die Laser Sinter Technologie, Befestigungsteile, Wärmetauscher WEIL / / 38 D Krailling / München

16 Die Betriebsmodi für die EOS M Materialien sind in der folgenden Tabelle aufgelistet: Pulver Bezeichnung EOS MaragingSteel MS1 EOS CobaltChrome MP1 EOS Titanium Ti64 EOS NickelAlloy IN718 EOS NickelAlloy IN625 EOS NickelAlloy HX EOS Aluminium AlSi10Mg EOS StainlessSteel 316L M 290 Betriebsmodus Stickstoff Stickstoff Argon Argon Argon Argon Argon Argon Bemerkung: Alle Materialien in der Tabelle sind freigegeben, d.h. getestet und qualifiziert für EOS M 290 Systeme mit dem Schutzgas Argon oder Stickstoff, siehe Tabelle oben. Default-Parameter sind enthalten, Bauteileigenschaften sind dokumentiert in einem Materialdatenblatt, Pulververfügbarkeit als Serienprodukt, Applikationsunterstützung verfügbar. Die meisten der verfügbaren Materialien wie z. B. die Stahl-Legierungen können auch unter Argon verarbeitet werden. WEIL / / 38 D Krailling / München

17 5 Bauplattformen Die Teile werden auf einer Bauplattform gebaut, die entweder in das Teil integriert (z. B. bei Werkzeugeinsätzen) oder nach dem Bauprozess von den Teilen getrennt werden kann. Im zweiten Fall können die Bauplattformen normalerweise mehrmals durch maschinelle Nachbearbeitung der Oberfläche wiederverwendet werden. DirectBase Bauplattformen haben die Abmaße 250 x 250 mm und füllen damit das ganze Baufeld aus. Die Bauplattform ist in der Prozesskammer mit vier Schrauben auf dem Plattformträger befestigt. DirectBase Plattformen sind in verschiedenen Werkstoffen und Spezifikationen erhältlich: Abb.: Bauplattform DirectBase TS36P Name Material Solldicke Eigenschaften DirectBase S steel 22 mm DirectBase S steel 36 mm DirectBase TS36P steel 36 mm DirectBase Ti25 Ti6Al4V 25 mm DirectBase AL30 Aluminium 30 mm geschliffene Oberfläche; 8 mm Befestigungsbohrungen geschliffene Oberfläche; 8 mm Befestigungsbohrungen geschliffene Oberfläche; 8 mm Befestigungsbohrungen; Referenz über Positionierlöcher; Ausfräsungen für Plattformhandling gefräste Oberfläche; 8 mm Befestigungsbohrungen gefräste Oberfläche; 8 mm Befestigungsbohrungen Bearbeitungshinweise: Für die Verarbeitung von EOS Titanium Materialien werden DirectBase Ti25 Plattformen empfohlen. Für die Verarbeitung von EOS Aluminium AlSi10Mg werden DirectBase Al30 Plattformen empfohlen. Für die Verarbeitung von EOS MaragingSteel MS1 Materialien und bei einer Wärmebehandlung, WEIL / / 38 D Krailling / München

18 bei der die Bauteile auf der Platte bleiben, wird dringend der Einsatz von Plattformen (DirectBase TS36P) empfohlen. Bei der Produktion von sehr großen Jobs wird empfohlen, die Bauplattformen DirectBase TS36P (mit den Nuten) in Kombination mit dem Bauplattform-Handhabungswagen zu verwenden. Siehe Abschnitte oder or für weitere Details zum Bauplattform-Handhabungswagen. Bei der Produktion von großen und massiven Bauteilen wird grundsätzlich der Einsatz von dicken Platten empfohlen, z.b. 36 mm. Für den Bau von Hybridwerkzeugen mit EOS MaragingSteel MS1 empfehlen wir ausschließlich Stahl als am besten geeignete Legierung für Preforms. WEIL / / 38 D Krailling / München

19 6 Datenaufbereitung Die Aufbereitung von CAD-Daten ist notwendig, um SLI- Daten zur Steuerung des Bauprozesses zu erzeugen. Die wichtigste Anforderung dabei ist die Überführung einer dreidimensionalen (3D) Struktur in eine Abfolge zweidimensionaler (2D) Schichten, sogenannten slices. Weitere Anforderungen werden von der individuellen Prozesskette, beginnend bei der CAD-Konstruktion bis hin zum Bauprozess, bestimmt und können Reparatur, Schneiden oder Skalieren von 3D Strukturen umfassen. Wenn das Bauteil von der Bauplattform zu trennen ist, z.b. typischerweise bei DirectPart-Anwendungen, wird zusätzlich eine Stützkonstruktion benötigt. Die üblicherweise verwendete Konvertierung von CAD- Daten erfolgt in das sogenannte STL-Format, bei dem die Teilgeometrie durch ein Netz von Dreiecken angenähert wird. Verschiedene Softwarepakete erlauben aber auch die Konvertierung anderer Schnittstellenformate wie IGES, VDA-FS, STEP, CATIA, PRO/E und vieler weiterer. Für diese Datenaufbereitung wird ein IBM-kompatibler PC benötigt. Die Ausstattung sollte den folgenden Anforderungen genügen: - Prozessor > 1 GHz, empfohlen Pentium IV - RAM 512 MB (> 1024 MB empfohlen) - Grafikkarte > 128 MB empfohlen, open-gl - Netzwerkschnittstelle RJ45/100BaseTX - Netzwerkprotokoll TCP/IP - Betriebssystem Windows 7 - Laufwerke CD-ROM - Monitor 17 (1024x768 true color) Weitergehende Anforderungen z.b. an Prozessorleistung und Arbeitsspeicher, insbesondere bei gleichzeitigem Einsatz von externer Datenaufbereitungssoftware, entnehmen Sie bitte den Unterlagen der jeweiligen Anbieter. WEIL / / 38 D Krailling / München

20 Bei EOS Software die in den zwei Varianten 32bit und 64bit angeboten wird, ist zwingend die Version zu beschaffen, die auch dem jeweiligen Betriebssystem entspricht. D.h. für ein 64bit Betriebssystem ist die 64bit Version der EOS Software und für ein 32bit Betriebssystem ist die 32bit Version der EOS Software zu erwerben! Verschiedene Softwarepakete sind, wie im Folgenden beschrieben, für die Datenaufbereitung am PC erhältlich. 6.1 EOS RP-Tools - EOS Software zum Erzeugen und Editieren von Schichtdaten EOS RP-Tools ist ein Softwarepaket, das die Konvertierung von Bauteildaten im STL- oder CLI- Format in das EOS-spezifische SLI-Format, wie es für den späteren Bauprozess benötigt wird, erlaubt. Um die Prozessoptimierung zu erleichtern, können Schichtdaten fester Körper in Hülleund Kern-Daten unterteilt werden. Die EOS RP-Tools bestehen aus den Modulen: SLIVIEW: SLICER: SLIFIX: SKINCORE: SLICONV: RADIUS: Dateneingabeformat Datenausgabeformat graphische Oberfläche zur Visualisierung der Schichtdaten Generierung zweidimensionaler Schichtdaten aus dreidimensionalen STL-Daten automatische Reparatur der häufigsten Datenfehler in Schichtdaten wie Überschneidungen, doppelte Konturen und invertierte Polygon-Orientierungen Zerlegung massiver Teiledaten in je einen Datensatz für eine definierbare Hülle und einen Kern auf zweidimensionaler Basis. Anmerkung: Ab PSW V3.2 ist diese Funktionalität auch in der PSW enthalten. automatische Datenkonvertierung von CLI nach EOS SLI und umgekehrt (jeweils wahlweise ASCII oder binär) Erzeugung eines radialen Übergangs zwischen Plattformebene und Bauteil zur Homogenisierung des Eigenspannungsverlaufs, sowie Generierung einer zur Plattform offenen Struktur bei Anwendung des Hülle&Kern-Algorithmus. Anmerkung: Ab PSW V3.2 ist diese Funktionalität auch in der PSW enthalten. STL, CLI (ASCII oder binär), EOS SLI EOS SLI, CLI (ASCII oder binär) Ab der Version EOS RP Tools 6.0 kann die Software auch als Netzwerklizenz genutzt werden. Die Software ist als 32bit und 64bit Version verfügbar. WEIL / / 38 D Krailling / München

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