Metall Additive Manufacturing for Industry

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Metall Additive Manufacturing for Industry"

Jörn Kraus
vor 10 Jahren
Abrufe

1 Metall Additive Manufacturing for Industry Marcus Felsch - LayerWise NYSE:DDD

2 Wer sind wir? 3D Systems LayerWise, mit Sitz in Leuven, Belgien, ist ein international führender Dienstleister und Entwicklungspartner im Bereich Metall Additive Manufacturing. Im Focus steht die Fertigung von Serienbauteilen, ergänzt durch Konstruktionsunterstützung und Nachbearbeitung bis hin zum Endprodukt. Die eigenständige Entwicklung und Konstruktion von Anlagen und Prozessen für den 3D-Druck von Metallen und für die Nachbearbeitung, ermöglicht es LayerWise auch die höchsten Kundenanforderungen zu erfüllen. LayerWise unterstützt Firmen in dem Prozess das Potenzial der AM-Technologie zu erarbeiten und auszuschöpfen. Durch gemeinsame Projektteams, fließen das Wissen aus 6 Jahren MAM und das fundierte Fachwissen der Partner zusammen. Die gemeinsame Arbeit führt zu komplett neuen, sehr effizienten, Lösungsansätzen.

Die eigenständige Entwicklung und Konstruktion von Anlagen und Prozessen für den 3D-Druck von Metallen und für die Nachbearbeitung, ermöglicht es LayerWise auch die höchsten Kundenanforderungen zu

3 3DSystems - LayerWise Start of AM Research RP Start of METAL Research SLM SLS Sinterin g Phd P. Merceli s Phd J. Van Vaerenbergh Full Dense Metal Samples Thin Wall 0.5MM Ti Grade 5 Ti Grade 23 0% Manufa cturing Thin Wall 0.3MM 316L CoCr 10% Manufa cturing Thin Wall 0.225MM Inc 718 Maraging 50% Manufa cturing Thin Wall 0.18MM AlSi10Mg 80% Manufa cturing Tantalum Tungsten 90% Manufa cturing

5MM Ti Grade 5 Ti Grade 23 0% Manufa cturing Thin Wall 0.3MM 316L CoCr 10% Manufa cturing Thin Wall 0.

4 Geschäftsbereiche

5 LayerWise - Kompetenzen AM Serienfertigung

6 Technologie Pulverbett verfahren mit Laser Direkt aus dem 3D CAD Fertigung Schichtweise (LayerWise) 3D Bauteile entstehen durch aufeinanderstapeln von dünnen 2D Lagen

7 Technologie The world s first titanium full jaw produced by LayerWise

8 Technologie Metal additive manufacturing in action

9 SPECIFICATIONS - MATERIALS

10 Industrielle Anwendungen Metall Additive Manufacturing Rapid Prototyping Serienfertigung Ersatzteile Werkzeugbau

11 Industrielle Anwendungen Kosten Sehr hoch Konventionelle Fertigungsverfahren AM Fertigung niedrig niedrig Komplexität Sehr hoch

12 Industrielle Anwendungen Kosten Sehr hoch AM Fertigung, konv. Fertigbar niedrig niedrig AM Fertigung, Design for Function Konventionelle Fertigungsverfahren Stückzahlen Sehr hoch

13 AM Vorteile Entfall von konstruktiven Einschränkungen die durch die benutzten Fertigungsverfahren gegeben sind. Heute wird DFM gelebt Guss - Wanddicken - Formenbau Spanabhebend - Wanddicken - Hinterschnitte Verbindend - Verzug - Platzbedarf - Teileanzahl Kosten Komplexität

Heute wird DFM gelebt Guss - Wanddicken - Formenbau Spanabhebend -

14 AM Vorteile Nutzung der deutlich größeren Designfreiheit von AM und Konzentration auf DFF AM - Überhänge - Oberfläche & Genauigkeit Kosten Komplexität

15 Welche technologischen Vorteile machen AM in der Serienfertigung wirtschaftlich? Die Herstellung von Bauteilen die für die Konventionelle Fertigung konstruiert wurden ist in AM in der Regel nicht Zielführend Quelle: Courtesy of Philippe Crassous & FEI

Die Herstellung von Bauteilen die für die Konventionelle Fertigung

16 AM Vorteile Gewicht - Monolithische Bauweise - Funktionsintegration - Topologie optimiert - Bionische Optimierung - Verwendetes Material - Neue Ansätze das ging bis jetzt NICHT!

17 AM Vorteile Temperierung - Platzierung der Kühlkanäle da wo notwendig - Kanalquerschnitt nicht mehr nur rund, so groß oder klein wie notwendig - Umsetzung von Resultaten einer CFD ohne Abstriche

18 AM Vorteile Komplexität Wire Guides Thermal Isolation Fit AM Kenntnisse & dann könnten wir doch noch. Weight Turbulence

19 AM Vorteile Komplexität Aus 8 Teilen wurde eines Durchmesser von 50 auf 25mm reduziert Keine Dichtungen & Montageflächen

20 AM Vorteile Komplexität Brenner Ursprünglich aus Kupfer und Stahl hergestellt, nun aus Inconel 718 Ein Teil statt eines Zusammenbaus von 20 20% höhere Produktionskosten, aber eine mindestens 10 mal höhere Lebensdauer

Teil statt eines Zusammenbaus von 20 20% höhere

21 AM Vorteile Komplexität Sensorhalter 3 unterschiedliche Kanäle Kühlkreis mit flüssig CO ² & 2 x Spülgas Kanaldurchmesser: 1,2 / 0,8 / 0,5mm Wanddicken: min. 1mm Bauteildicken: 3,5 7mm Dimensionen (nur Kopf): 32 x 45 x 36 mm

22 AM Vorteile Materialien Schwer zu bearbeitende Materialien wie z.b. Titanlegierungen, Wolfram, Tantal oder Inconel können schon bei niedrigem Komplexitätsgrad Wirtschaftlich in AM hergestellt werden

23 Ersatzteilfertigung - Problematische Wiederbeschaffung - Lagerhaltungskosten

24 Nachbearbeitung Genauigkeiten besser als +/-50µ und Oberflächen besser als Ra=4-8µ müssen nachbearbeitet werden Alle bekannten Verfahren können eingesetzt werden Was ist wirklich NOTWENDIG? Nacharbeit vermeiden!

25 Nachbearbeitung Nacharbeit von Anfang an bei Konstruktion und Prozessplanung berücksichtigen!

26 Konstruieren für AM Der Ansatz sollte Funktionsorientiert sein um das beste Ergebnis zu erhalten Nicht NUR das Bauteil alleine, sondern die Baugruppe betrachten! AM Vorteile nutzen und die Einschränkungen umgehen Oft Tiefergehende Funktionalität der CAD Tools notwendig

27 Qualität Bauteil Quelle: Phenix Systems & Pulver Anlage & Prozess Materialeigenschaften

28 Qualität - Anforderungen Welche Materialeigenschaften sind für die Anwendung Relevant? Festlegen der Qualitätsanforderungen - Dichte Musterteile / Rapid Prototyping - Statische Festigkeitswerte Serie/Ersatzteile - Dynamische Festigkeitswerte Luft-/Raumfahrt. - Spezielle Kenngrößen z.b. Hochtemperaturkorrosion

29 Qualität von Anfang an AM Fertigungsrisiken ausschalten - Scharfe Kannten - Konvergente Konstruktionen - Große Materialansammlungen / starke Asymmetrie - Stützstrukturen Die Nachbearbeitung berücksichtigen - Wie kann ich benötigte Oberflächengüten und Genauigkeiten erreichen? - Womit kann ich nach Arbeiten? Von Beginn an AM optimiert konstruieren! - Dies steigert nicht nur die Produktqualität sondern auch die Funktionalität

30 Erfolgsfaktoren für AM Herstellkosten Total cost of ownership - Leistung Teiletype Oft kleine Teile Kleine bis große Teile AM Faktor schnell werkzeuglose Herstellung Ändern jederzeit möglich monolithische Konstruktion Miniaturisiert Strömungs-optimiert Reduzierung der Masse Komplexität Materialwechsel Kundenspezifisch Entwicklung und Prototypenphase minimierte Wartung Produktionszeit / -qualität

31 Erfolgsfaktoren für AM Kostentreiber Materialgewicht Bauzeit Nachbearbeitung Kein AM Design KEINE Kostentreiber Geometrie Komplexität (Lieferzeit) (Material)

32 Kontakt 3D Systems LayerWise Guerickeweg Darmstadt Deutschland Marcus Felsch Tel: Mob.: [email protected] 3D Systems - LayerWise Kapeldreef Leuven Belgium tel: fax: [email protected]

Ähnliche Dokumente

1. Anwendersymposium 2014 3D-Druck Metall: Generative Fertigung im Werkzeug- und Formenbau

1. Anwendersymposium 2014 3D-Druck Metall: Generative Fertigung im Werkzeug- und Formenbau Marcus Felsch - LayerWise Wels 02.10.2014 WWW.3DSYSTEMS.COM NYSE:DDD Wer sind wir? 3D Systems LayerWise, mit Sitz