TRUMPF erweitert sein Technologie- und Produkt-Portfolio im Bereich der industriellen 3-D-Drucker. Auf der Messe Formnext in Frankfurt hat der Laserhersteller neue Maschinen und Anlagen für die additive Fertigung von Metallteilen vorgestellt. Neu ist insbesondere das Verfahren Laser Metal Fusion (LMF). Gemeinsam mit der seit 15 Jahren etablierten und kontinuierlich weiterentwickelten Technologie Laser Metal Deposition (LMD), hat TRUMPF als weltweit einziger Hersteller alle relevanten Lasertechnologien für den industriellen 3-D-Druck im Programm. LMF und LMD – TRUMPF bietet beide Verfahren an.

Das Prinzip der additiven Fertigung ist verlockend: Laser und metallisches Pulver bauen Schicht für Schicht beliebige Bauteile auf – die Daten kommen direkt aus einem 3-D-Konstruktionsprogramm. Bei LMF-Anlagen entsteht das Bauteil schichtweise im Pulverbett. Diese Technologie eignet sich besonders für geometrisch komplexe Teile, beispielsweise mit Innenkanälen und Hohlräumen sowie für die wirtschaftliche Fertigung von Einzelteilen oder kleinen Serien.

TruPrint: 3-D-Drucker mit neuer LMF-Technologie

Mit der neuen LMF-Maschine TruPrint 1000 zielt TRUMPF auf genau diese Anwendungsfälle. Das kompakte Modell spricht Technologieeinsteiger und Profis gleichermaßen an und kann Bauteile mit einer Größe von maximal 100 Millimeter Höhe und 100 Millimeter Durchmesser generieren. Die für eine einfache Touchscreen-Bedienung optimierte Benutzeroberfläche führt intuitiv durch die einzelnen Prozessschritte. Im kompakten Gehäuse der TruPrint 1000 sind sämtliche Komponenten integriert: Laser, Optik, Prozesskammer, Filtereinheit und Schaltschrank. Das eigentlich Spannende spielt sich in der Prozesskammer ab, hier sitzen Vorrats-, Bau- und Überlaufzylinder in einer Achse nebeneinander. In Form von Pulver haben im Vorratszylinder bis zu 1,4 Liter Edelstahl, Werkzeugstahl, Aluminium oder andere schweißbare Werkstoffe Platz. Zum Prozess selbst: Der sogenannte Beschichter trägt Pulver vom Vorrats- auf den Bauzylinder auf. Anschließend verschmilzt der 200 Watt starke Laser die erste Pulverschicht entsprechend der Teilekontur. Im nächsten Schritt sinkt der Bauzylinder ab und das überschüssige Pulver landet im Überlaufzylinder. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis das Bauteil vollständig generiert ist. Bei jeder Rückkehr zum Vorratszylinder kippt die clevere Mechanik den Beschichter leicht, sodass dieser vergleichsweise schnell zurückfährt, ohne mit Pulverbett oder aufgebautem Bauteil zu kollidieren. Um Oxidbildung und somit Brandgefahr zu vermeiden, findet der gesamte Prozess in der Kammer unter Schutzgas und einem Sauerstoffgehalt von 0,1 Prozent statt.

Neben der kompakten 1000er Maschine hat TRUMPF auf der Formnext auch einen Prototypen der TruPrint 3000 vorgestellt. Mit dem größeren Schwestermodell, das ebenfalls auf der LMF-Technologie basiert, werden sich Bauteile mit einer Größe von bis zu 400 Millimeter Höhe und 300 Millimeter Durchmesser für die industrielle Fertigung generieren lassen. Damit der Prozess robust und die Teilequalität hoch bleiben, wird die Prozesskammer bei der 3000er Maschine auf bis zu 500 Grad Celsius temperiert.

Neues LMD-Paket: Volumina mit hohen Aufbauraten anbringen

Auch seine LMD-Technologie hat TRUMPF weiter optimiert und auf der Formnext neue Lösungen vorgestellt. Diese eignen sich insbesondere um Volumen und Strukturen an bestehenden Bauteilen anzubringen, beispielsweise eine Anschraubfläche an ein Rohr. Bei LMD-Anlagen erzeugt der Laser ein Schmelzbad auf der Oberfläche eines Bauteils und schmilzt das zeitgleich und koaxial zugeführte Pulver entsprechend der gewünschten Form auf. Es entsteht eine Schicht aus miteinander verschweißten Raupen. Viele Schichten ergeben einen Körper, der in jede Raumrichtung wachsen kann.

Das große Plus bei der LMD-Technologie: Die benötigte Anlagentechnik ist ausgereift. So lässt sich je nach Anwendungsfall etwa die große Fünfachsmaschine TruLaser Cell 7040 oder auch die kompaktere TruLaser Cell 3000 mit dem neuen LMD-Paket ausrüsten. Ein weiterer Vorteil ist die erhöhte Aufbaurate: Mit Aufbauraten von bis zu 500 Kubikzentimeter pro Stunde kann LMD wirtschaftlicher als konventionelle Fertigungsverfahren sein. Zudem gibt es so gut wie keine Beschränkungen in der Materialkombination – es lassen sich nahezu beliebige Sandwichstrukturen erzeugen. Dabei erfolgt der Prozess auf dem Bauteil an der freien Atmosphäre, was Nebenzeiten reduziert und somit auch die Kosten pro Bauteil senkt.

Mit dem neuen Technologie- und Produkt-Portfolio bietet TRUMPF seinen Kunden nun ein Komplettpaket aus Laserstrahlquelle, Maschine, Pulver, Serviceleistungen und Applikationsberatung – alles aus einer Hand.