Generative Fertigung in Fertigteilqualität

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1 LASERTEC 65 3D Additive Manufacturing Laserauftragschweißen & Fräsen LASERTEC-Integration in DMG MORI Maschinen Intelligent kombiniert: Laserauftragschweißen & Fräsen Generative Fertigung in Fertigteilqualität LASERTEC

2 LASERTEC 65 3D: Generative Fertigung in Fertigteilqualität Laserauftragschweißen mit integrierter Fräs-Bearbeitung. 02 Die einmalige Technologiekombination von Laserauftragschweißen mittels Pulverdüse und Fräsen auf der LASERTEC 65 3D ist ein innovatives, generatives Fertigungsverfahren, welches eine schnellere Herstellung komplexer Geometrien und individualisierter Bauteile ermöglicht. Insbesondere große Bauteile bis Ø 500 mm lassen sich mit dieser Hybridlösung kostengünstig herstellen. Der flexible Wechsel zwischen Laser- und Fräsbearbeitung ermöglicht zudem die direkte Bearbeitung von Bauteilsegmenten, welche am Fertigteil später nicht mehr erreichbar sind. Bei dem Verfahren wird ein Auftragsprozess mittels Metallpulverdüse umgesetzt, der bis zu 10 schneller ist als das Generieren im Pulverbett. Störende Stützgeometrien sind durch das 5-achsige Auftragen nicht notwendig. DMG MORI bietet die komplette Prozesskette: angefangen bei der NC-Programmierung im hybriden CAD / CAM, über Technologieparameter aus einer Materialdatenbank, bis zur eigentlichen Bauteilbearbeitung, Prozessüberwachung und -dokumentation.

3 Das Video zur LASERTEC 65 3D: Wenn Ihr Mobiltelefon über eine QR-Code-Erkennungs software verfügt, gelangen Sie direkt zum Video. Die aktuelle Broschüre zum Download auf: LASERTEC 65 3D Anwendungen. herstellung reparatur beschichtung # aerospace Turbinengehäuse aerospace Blisk oil & gas Bohrkopf maschinenbau Düse energy Pelton-Schaufel maschinenbau Lagerblock vakuumtechnik Kühlrohr formenbau Spritzgussform anlagenbau Welle werkzeugbau Kühlkörper energy Impeller vakuumtechnik Flansch

4 LASERTEC 65 3D Additive Manufacturing mit Alleinstellungsmerkmalen. Highlights + + Flexibilität der generativen Fertigung kombiniert mit der Präzision der spanenden Bearbeitung + + Laseraufbau des Werkstückes mit zwischenzeitlicher Fräsbearbeitung möglich + + Hohe Aufbauraten mit Coaxial-Pulverdüse + + Großer Arbeitsraum für Werkstücke bis Ø 500 mm 400 mm Höhe + + Reduzierter Materialeinsatz

5 Grundlagen Laserauftragschweißen. Wirkprinzip Prozessrichtung Pulver Laserstrahl Schutz- / Trägergas Schmelzpunkt Aufgetragenes Material Aufbauzone Werkstück Das Metallpulver wird schichtweise mittels Coaxial-Pulverdüse auf ein Basis material aufgetragen und mit diesem verschmolzen. Dabei geht das Metallpulver eine hochfeste Schweiß verbindung mit dem Grundmaterial ein. Ein koaxiales Schutzgas verhindert die Oxidation während des Aufbauprozesses. Nach dem Erkalten entsteht eine Metallschicht, die mechanisch bearbeitet werden kann. Materialien Bisher erprobte Materialien: + + Edelstahl + + Nickel-Basis-Legierungen (Inconel 625, 718) + + Wolframkarbid-Nickel-Matrix + + Bronze- und Messinglegierungen + + CrCo - Molybdän - Legierungen + + Stellite + + Werkzeugstahl (schweißbar) Metallurgie Kontinuierliche Prozessentwicklung unter Berücksichtigung folgender Materialeigenschaften: + + Untersuchungen des Pulvermaterials Eigenschaften: Edelstahl 316 L / Materialanforderungen konventionell Ergebnisse nach Laseraufbau Streckgrenze [R p0,2 ] Mpa ,5 Zugfestigkeit [R m ] Mpa Bruchdehnung [A] % 40 53, Dichtemessungen, Gefügeanalyse + + Mechanische Prüfverfahren (Zug, Druck, Biegung) + + Messung: Oberflächengüte, Härte, Korrosion + + Zu 99,8 % Erreichen der Dichte des Gusses (am Beispiel Edelstahl 316L / ) Kerbschlagbiegeversuch [KV 2 ] J Härte [H] HV

6 Hybrides CAD / CAM Modul für additive und subtraktive Programmierung. 5: Fertiges Werkstück an Qualitätskontrolle 1: CAD / CAM Daten des Kunden; Aufteilen des CAD-Modells in aufzubauende und abzutragende Bereiche; Slicen der einzelnen Werkstück-Sektionen 4: Laserauftragschweißen und Fräsen kombiniert auf der LASERTEC 65 3D (flexibler Wechsel möglich) 2: Generieren der NC-Pfade für Laser- und Fräsbearbeitung; Ausgabe durch Post-Processor; Festlegen der Programmierreihenfolge 3: 3D-Simulation zur Kolissionskontrolle unter Berücksichtigung des integrierten Laserkopfes Highlights + + Ein Softwarepaket für die gesamte Prozesskette (Konstruktion, additives Aufbauen, zerspanendes Abtragen / Finishing) + + Einzigartige SAUER LASERTEC Aufbaustrategien komplett in die CAD / CAM-Software integriert + + Das Bauteil kann in mehreren Stufen aufgebaut werden, wobei zwischen dem Laserauftragsschweißen auch gefräst werden kann d. h. flexibler Wechsel ohne Abspannen des Bauteils, Nullpunkt bleibt erhalten

7 Generative Bauteilfertigung Anwendungsbeispiele. Turbinengehäuse Material: Edelstahl Laserauftragschweißen: 230 Min. Fräsbearbeitungen: 76 Min. Abmessung: Ø180 mm 150 mm Schaufelrad Material: Edelstahl Laserauftragschweißen: 312 Min. Fräsbearbeitungen: 240 Min. Abmessung: Ø 160 mm x 160 mm Laserauftragschweißen Fräsbearbeitung Laserauftragschweißen Fräsbearbeitung 1: Aufbau des Zylinders 2: Schwenk 90 : Generieren des Bundes 1: Aufbau des Zylinders 2: Abschluss des konischen Trichters 3: Fräsen von Planfläche und Umfang 4: Aufbau des konischen Trichters 3: Fräsbearbeitung 4: Finishing der Außenkontur 5: Aufbau der umlaufenden Stutzen 6: Finishing der Innen- / Außenkontur 5: Laseraufbau der Flügel 6: Finishing der Flügel

8 Additive Manufacturing SAUER LASERTEC Aufbaustrategien. neu! Internal Feature Machbarkeit von Kanälen innerhalb einer Bauteilstruktur z. B Kühlkanäle sowie ähnliche komplexe, innenliegende Strukturen in Kühlkörpern, sonstigen Kühlkomponenten oder Spritzgussformen neu! Multi Material Kombination zweier unterschiedlicher Materialien in einem Bauteil. Zwei individuell ansteuerbare Pulverförderer ermöglichen die Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen bis hin zu Sandwich -Konstruktionen neu! Build on curve Ausgangsbasis ist ein existierendes Bauteil bzw. -Körper (additiv oder mit einem alternativen Bearbeitungsverfahren gefertigt) Aufflanschen einer zusätzlichen 3D-Kontur an das vorhandene Bauteil neu! 3D-Coating Aufbringen von partiellen sowie kompletten Beschichtungen zum Korrosions- oder Verschleißschutz 3D-Coating auf 3D-Körper als Materialbeschichtung oder Reparatur

9 Einzigartige Technologieintegration patent pending Laserauftragschweißen mit Pulverdüse Hybrides CAD / CAM - Modul für Laser- und Fräsprozess + + Laserauftragschweißen und 5-Achs-Fräsen intelligent kombiniert für beste Oberflächen sowie Bauteilpräzision schneller gegenüber Pulverbett; Bauteile bis Ø 500 mm auch mit über hängenden Konturen ohne Stützgeometrie + + Durchgängige Lösung zum additiven Aufbauen und spanenden Abtragen für Konstruktion, Programmierung und Bearbeitung MIT Closed Loop OHNE Closed Loop Closed Loop In-Prozess-Steuerung, patent pending Flexible Integration des Laserkopfes Additive Manufacturing Materialdatenbank Analyse sowie Kontrolle via HSK-Schnittstelle für Anwender + + Kontinuierliche Messung sowie Monitoring des Aufbauprozesses + + Automatische Anpassung der Laserleistung zum vollständigen Closed Loop in Echtzeit + + Sicherstellen eines gleich mäßigen Schweißprozesses + + Prozessmonitoring für höchste Prozesssicherheit sowie homo gene Bauteilqualität + + Automatisches Einwechseln des Laserkopfes via Shuttle-Handling ohne manuelles Eingreifen + + Koaxialdüse für eine gleich förmige Pulververteilung + + Unabhängig von der Laseraufbaurichtung + + Integrierte Schutzglasüberwachung + + Optimale Pulvermengen-Zufuhr + + Geschützt vor Staub, Spänen und Kühlmittel während der Fräsbearbeitung + + Basisparameter für Anwender und hybrides CAD / CAM für unterschiedlichste Materialien + + Entwicklung von Prozessparametern für Flächen, Stege sowie 3D-Körper für die unterschiedlichen Materialien + + Evaluierte Datenbank auf Basis von definierten sowie qualifizierten Abnahmebauteilen zur Werkstoffqualifizierung + + Kundenspezifische Materialentwicklungen in vier Additive Manufacturing Technologiezentren weltweit

10 LASERTEC 65 3D Aufstellpläne LASERTEC 65 3D Frontansicht LASERTEC 65 3D Draufsicht Kühlmittelaufbereitungsanlage Gasbündel 800 Spindelkühler Absauganlage

11 LASERTEC 65 3D Technische Daten LASERTEC 65 3D Arbeitsraum / Antriebe Verfahrweg in X / Y / Z mm 735 / 650 / 560 Arbeitstisch / Werkstücke Abmessungen (NC-Schwenkrundtisch) mm ø 650 Max. Werkstückabmessungen (Additive Manufacturing) mm ø Max. Werkstückgewicht (NC-Schwenkrundtisch) kg 600 Rundachse (C-Achse) Grad 360 Schwenkbereich (A-Achse) Grad 120 bis +120 P max nach VDI / DGQ 3441 (C-Achse / A-Achse) Ws 7 / 9 Frässpindel Max. Drehzahl (Standard / Option) min / Leistung 40 % ED / 100 % ED (Standard) kw 13 / 9 Drehmoment Nm 83 / 57 Werkzeugaufnahme Typ HSK-A63 Laserquelle Fasergeführter Diodenlaser (Standard) Watt Brennweite (fest) mm 200 Durchmesser Laserspot 1 (Standard) mm 3 Durchmesser Laserspot 2 (Option) mm 1,6 Linearachsen (X / Y / Z) Eilganggeschwindigkeit mm 40 / 40 / 40 Max. Beschleunigung in X / Y / Z m/sec² 6 / 6 / 6 P max nach VDI / DGQ 3441 mm 0,008 Werkzeugwechsler Werkzeuge Standard / Option Anzahl 30 / 60 / 90 Maschinendaten Breite Tiefe Höhe (Grundmaschine) mm Maschinengewicht kg Steuerung CELOS von DMG MORI mit 21,5" ERGOline Control mit Operate 4.5 auf SIEMENS 840D solutionline SAUER LASERTEC Excellence Center in Pfronten + + > 25 Jahre Erfahrung in der Laser-Präzisionsbearbeitung + + > 600 installierte LASERTEC-Maschinen (weltweit) + + Anwendungstechnik Know-how: Schulungen, Kundensupport, komplette Turn-Key Lösungen + + Regelmäßig stattfindende LASERTEC-Technologie-Seminare

12 Weltweite Know-How Expertise Additive Manufacturing Technology Center. Chicago Pfronten Tokyo Singapur Chicago, USA Pfronten, Deutschland Singapur, Singapur Tokyo, Japan Mit unseren vier Additive Manufacturing Technologiezentren in Pfronten, Chicago, Tokyo und Singapur können wir unsere Kunden lokal in den wichtigsten Fokusmärkten in den Bereichen Technologie- und Materialentwicklung, Abwicklung von konkreten Bauteilanfragen sowie Schulungsanfragen bedienen. Messeperformance in 2015 / 16: Aerospace Forum, Pfronten Grand Opening AM Excellence Center Singapur Open House Singapore Open House Tokyo Open House Paris Open House Pfronten METAV, Düsseldorf FLY_D6685_0815DE Technische Änderungen vorbehalten. Die hier abgebildeten Maschinen können Optionen, Zubehör und Steuerungsvarianten beinhalten. DMG MORI Deutschland GmbH Riedwiesenstraße 19, D Leonberg Tel.: +49 (0) / , Fax: +49 (0) / Service Hotline: +49 (0) info@dmgmori.com,