Industrielle Metallverarbeitung beim Laserschmelzen Jan-Peter Derrer Produkt Manager / Sales Manager - Additive Manufacturing
Agenda Das Unternehmen Renishaw Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick 2
Renishaw Historie & Philosophie Seit mehr als 40 Jahren konzipiert, produziert und liefert Renishaw Produkte für die industrielle Messtechnik, die Messungen gemäß internationalen Standards ermöglichen und höchsten Qualitätsansprüchen gerecht werden. 1972: die Erfindung des ersten Messtasters durch Sir David McMurtry revolutionierte die Endkontrolle von maschinell hergestellten Werkstücken 1973: Gründung der Firma Renishaw zusammen mit Herrn John Deer Renishaws Ziel ist es, führende Schlüsseltechnologien zur Verfügung zu stellen, um durch ständige Innovation den Ansprüchen unserer Kunden gerecht zu werden. 3
Renishaw - Portfolio Spannmittel Maschinen Kalibrierung Weg- und Winkelmess- Systeme Styli Werkzeugmaschinen KMG Metrologie Generative Fertigung Equator Ramanspektroskopie Präzisions-Neurochirurgie Dental CAD/CAM Grossbereich- Messtechnik 4
Weltweites Netzwerk mit Verkaufsniederlassungen 70 Standorte 34 Länder 94% des Umsatzes, außerhalb UK ca. 3.700 Mitarbeiter 5
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Historie des Additive Manufacturing bei Renishaw 2011 18% Re-Invest in R&D 7
Additive Manufacturing Product Division Forschung & Entwicklung Stone, Großbritannien Anwendungs- und Vertriebszentrum & Additive Manufacturing Lohnfertigung Pliezhausen, Germany Produktion Miskin, Großbritannien Renishaw GmbH Renishaw Business Park Google Maps 8
Additive Manufacturing - Der Bauprozess Daten vorbereiten Bauprozess Pulverauftrag Belichtung Platte absenken Bauteil entnehmen 9
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Empire Cycles Bike Material: Tit l i Titanlegierung Dichte 4g/ccm Gewichtseinsparung: Sattelstütze (-44%) Rahmen ((-33%)) 11
Greenteam Uni Stuttgart E.V. - Radträger 1 2 Minimalauslegung 4 3 Ziel: 0-100KM/h < 2 Sekunden ~1,5 KG Gewichtseinsparung 12
Montierter Hinterachsradträger 13
Fertigungsgerechte Konstruktion Druckregler Anschlüsse Pumpenkopf Arretierung Einlass-Messventil DFP6 Pumpengehäuse Slide 14
Fertigungsgerechte Konstruktion Original Design Lasermelting Bauteil Bauteilfinish Original aus 316L = 2.5 kg Optimiert aus 316L = 1.2 kg 15
Aerospace Applikationen Satellit - Bracket Konventionelles Design Neues Design: Fertigungsgerecht Gleiche Funktion Mehrwert (Leichtbau) Lasermelting Design Gewichtseinsparung: 34% Braket 24% alle Brakets 17% Satellit 16
Fertigungsgerechte Konstruktion: Virgin TV Arm Zerspantes Aluminiumbauteil i il 870 g Haltearm für Display eines First Class Sitzes Tragende Funktion Display (überdimensioniert) Tragende Funktion bei übermäßiger Belastung z.b. durch Mensch 17
Potential für AM konventionell AM 0.80 080kg Gitterstruktur 0.31 kg AM Topologically optimised i 0.37 kg Images courtesy of Loughborough University 18
Umwelteinfluss über die Produktlebensdauer Materials Manufacture Distribution Use 100 1 2 3 CO 2 (kg) 0 1 2 3 1 2 3 Materials Manufacture Distribution Use 1 2 3 Data courtesy of Econolyst 19
Umwelteinfluss über die Produktlebensdauer Materials Manufacture Distribution Use 50,000 Konventionell = 44 t CO 2 (kg) Gitter = 16 t Topologie = 20 100 Materials Manufacture Distribution Use Example based on 90M km (Long haul) application Data courtesy of Econolyst 20
Medikation - Tiefe Hirnstimulation Baugruppe Verteiler Material - Titan Ti6Al4V 4 Anschlüsse ermöglichen optimale Medikation 21
Medikation in der Neuro-Anwendung Übergehen der Blut-Hirn-Schranke Bessere Kontrolle über die Mediaktion Bessere Verträglichkeit für den Patienten 22
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Technischer Fortschritt - Bauteilqualität Füh Früher Heute Technischer Fortschritt: Lasertechnik Optik Spiegelsteuerung Softwaresysteme Gesteigerte R&D Aktivitäten Materialdichte ~90% Materialdichte ~99,9% 9% 24
Vision - Massenproduktion Zunehmende Veränderung g des Technologischen Anforderungsprofils! 3D-Druck 3D Druck - Dritte Generation - 25
Beispiel Pulverrecycling Prozesskette: Nicht genutztes Pulver abfüllen Nicht genutztes Pulver Sieben Nicht genutztes Pulver wieder einfüllen 1 System: 100 Systeme: Pulverdurchlauf ca. 50KG / day Pulverdurchlauf ~ 18,25t / year Pulverdurchlauf ca. 5000KG / day Pulverdurchlauf ~ 1825t / year 26
Suchanfragen Google Trends (Stand 13.04.2015) Rapid Prototyping Additive Manufacturing 27
Technologielebenszyklus Rapid Prototyping Kleinserien Massenproduktion / Reale Produktionsumgebung Lasermelting als Schlüsseltechnologie Bauteilqualität niedrig und instabile Prozesse Renishaw Next Generation Marktinte eresse Aktuelle Systeme Großes Medieninteresse 1996 2005 2014 Jahr 28
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Wesentliche Treiber der Technologieentwicklung Arbeitsgemeinschaft AM Maschinenbau (Anlagenhersteller, Forschungsinstitute) Applikation (Anwender) Lehre (Zukünftige Maschinenbauer & Anwender) 30
Technologieverständnis: Lasermelting als Teil des Prozesses Reverse Engineering based on detecting point clouds CAD Reparation and preparation of data Lasermelting Continous process, layer-by-layer Post Processing Remove powder particles / heat treatment Quality Assurance using one of our CMM-systems Post Processing Highest precision i offered by Renishaws SPRINT System 100% -Control Highend Lasermelted Parts Renishaws Equator offers a 100% Show your quality control excellence! within your production line 31
Vision: Zukünftige Systeme Zeit Differenzierung, Fokus Massenproduktionssysteme Dauereinsatzfähigkeit Wiederholgenauigkeit Produktivitätssteigerung Automatisierung ti i Modularisierung Qualitätssicherungssysteme Prozessintegration Anschaffungskosten Qualität Kosten 32
Technologieeinstieg: Schlüsselfertig Installation und Inbetriebnahme des Anlagensystems (Produktionsstart ohne Verzögerung durch lange Lernkurve) Maschineninvest: Schlüsselfertige Lösung, Inkl. applikationsspezifische Parametersätze Schulung der Anlagenbediener Kundentraining (Konstruktionsrichtlinien, Neue Freiheitsgrade, etc.) Schaffen von Vertrauen & Akzeptanz durch etablierte t Prozesskette Beratung & Benchmark-Bauteile Kleinserien in Lohnfertigung Analyse des AM-Anwendungsfalls Erstes Interesse an AM 33
Renishaw EVO Project / Produktionssystem 34
Ansprechpartner Jan-Peter Derrer Produkt Manager / Sales Manager Additive Manufacturing T: +49 7127 981 1478 E: jan-peter.derrer@renishaw.com Renishaw GmbH Karl-Benz-Str. 12 72124 Pliezhausen Deutschland Slide 35 35