Fallstudie Schmiede-SLM-Hybrid Kombination der Verfahren Schmieden und Selective Laser Melting (SLM) Vereinigung von Tradition und Innovation bei der Rosswag GmbH
UNTERNEHMENSPROFIL Rosswag GmbH Das mittelständische Familienunternehmen Rosswag GmbH ist mit über 200 Mitarbeitern die größte Freiformschmiede Süddeutschlands und wird aus den Divisionen Edelstahl Rosswag und Rosswag Engineering gebildet. Seit mehr als 100 Jahren werden hier hochbelastbare Freiformschmiedeprodukte, unter anderem für den Energiemaschinenbau, die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Kraftwerkstechnik, den Pumpenbau und die optoelektronische Industrie, hergestellt. Neben den beiden Abteilungen Schmieden und Wärmebehandlung sind noch die mechanische Bearbeitung mit über 30 zerspanenden Maschinen und die Qualitätssicherung wichtige Bestandteile der Rosswag GmbH. Die Division Rosswag Engineering baut auf den Erfahrungen von Edelstahl Rosswag auf und erweitert das Produktportfolio um Ingenieursdienstleistungen und innovative Fertigungsverfahren. AUSGANGSSITUATION / HERAUSFORDERUNG 100 Jahre Werkstofferfahrung für neue Lösungen in der generativen Fertigung Die Anschaffung der Selective Laser Melting Maschine SLM 280 im Jahr 2014 ermöglicht die Herstellung endkonturnah gefertigter, metallischer Bauteile ergänzend zum Schmiedebetrieb. Mit diesem Schritt in Richtung generativer Fertigung wird einerseits das angebotene Produktportfolio erweitert und andererseits langfristig die Auswirkung der Substitution von Schmiedebauteilen reduziert. Rosswag verfolgt das Ziel, die Bereiche der generativen Fertigung und Ingenieursdienstleistungen weiter auszubauen. Das Unternehmen unterstützt den Kunden dabei nicht nur als Dienstleister, sondern auch als kompetenter Entwicklungspartner mit einer ganzheitlichen, firmeninternen Fertigungskette, welche dem Kunden erhebliche Mehrwerte bietet. Das über Jahrzehnte aufgebaute Know-how im Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik dient als Grundlage, um den Zukunftsbereich der generativen Fertigung aufzubauen. Rosswag plant die Herstellung von individuellen, SLM-geeigneten Metallpulvern aus Schmiedeabfällen sowie aus dem 6.000 t umfassenden Materiallager mit über 400 verschiedenen Werkstoffen. Das Unternehmen bietet damit eine einzigartige Prozesskette, die sich von der Produktion des qualitativ hochwertigen Metallpulvers, über die generative Fertigung, spezifische Wärmebehandlung, CNC-Nacharbeit, Erprobung der mechanisch-technologischen Eigenschaften im hauseigenen Werkstofflabor, bis hin zur umfassenden Qualitätssicherung erstreckt.
Bezeichnung: SCHMIEDE- SLM-HYBRID Branche: MASCHINENBAU Gefertigt auf: SLM 280 TWIN Material: Alsi10Mg
SLM-LÖSUNG Vereinigung von Tradition und Innovation Durch die Kombination der beiden Fertigungsverfahren Schmieden und Selective Laser Melting (SLM) entstehen neue Produkte, welche durch die innovative Prozesskette trotz hoher Komplexität effizient gefertigt werden können. Rosswag Engineering greift die bestehenden Restriktionen der beiden Fertigungsverfahren auf und verfolgt das Ziel, die Prozesskette zu optimieren und damit die Effizienz bei der Herstellung bestimmter Bauteile zu steigern. Dies geschieht, indem die positiven Eigenschaften der beiden Herstellungsverfahren in den jeweiligen Geometrieelementen miteinander kombiniert werden. Abb. 1 Freiformgeschmiedetes Bauteil Abb. 2 Wärmebehandlung von SLM Bauteilen Aus dieser Kombination entwickelte Rosswag Engineering eine neuartige Prozesskette, bei der die Vorteile der Umformtechnik mit der generativen Fertigungstechnik komplementär verbunden werden. Damit wird eine ressourcen- und kosteneffiziente Herstellung von massiven Bauteilen mit komplexen, innenliegenden Strukturen realisiert. Der Grundgedanke liegt darin, massive Bauteilbereiche, mit einem großen Anteil an Materialvolumen, konturnah durch einen Freiformschmiedevorgang herzustellen. Auf das hochbelastbare, faserverlaufgerecht geschmiedete Rohteil wird anschließend in der SLM Maschine additiv aufgebaut, um die komplexen Strukturen, wie beispielsweise die dargestellten Kanäle zur Grenzschichtbeeinflussung, zu ergänzen. Die neuentwickelte und optimierte Prozesskette ermöglicht zusätzlich neue, konstruktive Freiheiten hinsichtlich komplexer Geometrien und innenliegender Strukturen. Abb. 3 Schliffanalyse generativ gefertigter Bauteile
ZUSAMMENFASSUNG Schmiede-SLM-Hybrid Größte Freiformschmiede Süddeutschlands mit mehr als 100 Jahren Werkstofferfahrung Entwicklungspartner mit einer ganzheitlichen Fertigungskette Kombination der beiden Verfahren Schmieden und Selective Laser Melting (SLM) Höchste Qualität, Innovation und Präzision bei der Herstellung von Bauteilen aus über 400 verschiedenen Metallen und Sonderwerkstoffen Realisierung einer ressourcen- und kosteneffizienten Herstellung massiver Bauteile mit komplexen, innenliegenden Strukturen Neue konstruktive Freiheiten hinsichtlich komplexer Geometrien Abb. 4 Impeller mit Kanälen zur Grenzschichtbeeinflussung
Über SLM Solutions Die SLM Solutions Group AG ist ein führender Anbieter metallbasierter additiver Fertigungstechnologie. Das Unternehmen konzentriert sich dabei auf die Entwicklung, die Montage und den Vertrieb von Maschinen und integrierten Systemlösungen im Bereich des Selektiven Laserschmelzens (SLM). Die SLM Technologie bietet vielfältige Möglichkeiten in der metallbasierten generativen Herstellung von Bauteilen, wie beispielsweise eine neue Designund Geometriefreiheit, Konstruktionen in Leichtbauweise durch die Reduzierung des Bauteilgewichts, Erzielung enormer Geschwindigkeitsvorteile im Fertigungsablauf sowie die Herstellung intern hinterschnittener Bauteile in Kleinstmengen. Unsere Produkte werden weltweit von Kunden in den unterschiedlichsten Branchen, unter anderem der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, dem Werkzeugbau, der Energieindustrie, dem Gesundheitswesen sowie in der Lehre und Forschung, eingesetzt. Diese schätzen besonders die folgenden Vorteile unserer Technologie- Partnerschaft: Höchste Produktivität durch patentierte Multilasertechnologie Höchste Materialdichte und Bauteilqualität durch innovatives Gasstrommanagement Vollständig geschlossenes Pulvermanagement unter Schutzgasatmosphäre Modernste Prozessüberwachung durch verschiedene Qualitätsmodule Multilinguale kundenadaptierbare, offene Softwarearchitektur Ultrakompakte, modulare Bauweise Langfristige und vertrauensvolle Kundenbeziehungen Technologieführer und -pionier mit jahrzehntelanger Markterfahrung in der metallbasierten additiven Fertigung LÜBECK DETROIT SINGAPUR SHANGHAI MOSKAU BANGALORE SLM Solutions Group AG Roggenhorster Straße 9c 23556 Lübeck Germany Fon +49 451 16082-0 Fax +49 451 16082-250 www.slm-solutions.com SLM und SLM Solutions sind eingetragene Marken der SLM Solutions Group AG. SLM Solutions Group AG 400DE171010-02-003-ROSSWAG