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Intelligent kombiniert: Laserauftragschweißen & Fräsen
LASERTEC 65 3D Additive Manufacturing Laserauftragschweißen & Fräsen LASERTEC-Integration in DMG MORI Maschinen
LASERTEC
Generative Fertigung in Fertigteilqualität
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: ange fangen bei der NC-Programmierung im hybriden CAD / CAM, über Technologieparameter aus einer Materialdatenbank, bis zur eigentlichen Bauteilbearbeitung, Prozessüberwachung und -dokumentation.
Das Video zur LASERTEC 65 3D: Wenn Ihr Mobiltelefon über eine QR-Code-Erkennungssoftware verfügt, gelangen Sie direkt zum Video. Die aktuelle Broschüre zum Download auf: www.dmgmori.com
LASERTEC 65 3D
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Kühlrohr
Spritzgussform
Welle
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vakuumtechnik
Kühlkörper
Impeller
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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
Grundlagen Laserauftragschweißen. Wirkprinzip Prozessrichtung Schmelzpunkt
Pulver Laserstrahl Schutz- / Trägergas
Aufgetragenes Material Aufbauzone Werkstück
Das Metallpulver wird schichtweise mittels Coaxial-Pulverdüse auf ein Basismaterial aufgetragen und mit diesem verschmolzen. Dabei geht das Metallpulver eine hochfeste Schweißverbindung 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 / 1.4404
Materialanforderungen konventionell
Ergebnisse nach Laseraufbau
Streckgrenze [Rp0,2]
Mpa
≥ 200
229,5
Zugfestigkeit [Rm]
Mpa
500 – 700
506
Bruchdehnung [A]
%
≥ 40
53,05
Kerbschlagbiegeversuch [KV2]
J
≥ 100
126 – 132
Härte [H]
HV5
≤ 230
160
++ Dichtemessungen, Gefügeanalyse ++ Mechanische Prüfverfahren (Zug, Druck, Biegung) ++ Messung: Oberflächengüte, Härte, Korrosion ++ Zu 99,8 % Erreichen der Dichte des Gusses (am Beispiel Edelstahl 316L / 1.4404)
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
Generative Bauteilfertigung – Anwendungsbeispiele.
Schaufelrad Material: Edelstahl Laserauftragschweißen: 312 Min. Fräsbearbeitungen: 240 Min. Abmessung: Ø 160 mm x 160 mm
Turbinengehäuse Material: Edelstahl Laserauftragschweißen: 230 Min. Fräsbearbeitungen: 76 Min. Abmessung: Ø180 mm × 150 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
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
Einzigartige Technologieintegration
pate n pend t ing
++ Laserauftragschweißen und 5-Achs-Fräsen intelligent kombiniert für beste Oberflächen sowie Bauteilpräzision
MIT Closed Loop
Laserauftragschweißen
Hybrides CAD / CAM - Modul
mit Pulverdüse
für Laser- und Fräsprozess
++ 10 × schneller gegenüber Pulverbett; Bauteile bis Ø 500 mm auch mit überhängenden Konturen ohne Stützgeometrie
++ Durchgängige Lösung zum additiven Aufbauen und spanenden Abtragen für Konstruktion, Programmierung und Bearbeitung
OHNE Closed Loop
Closed Loop – In-Prozess-Steuerung,
pate n pend t ing
Analyse sowie Kontrolle ++ Kontinuierliche Messung sowie Monitoring des Aufbauprozesses ++ Automatische Anpassung der Laserleistung zum vollständigen Closed Loop in Echtzeit
Flexible Integration
Additive Manufacturing
des Laserkopfes
Materialdatenbank
via HSK-Schnittstelle
für Anwender
++ Automatisches Einwechseln des Laserkopfes via Shuttle-Handling – ohne manuelles Eingreifen
++ Basisparameter für Anwender und hybrides CAD / CAM für unterschiedlichste Materialien
++ Koaxialdüse für eine gleichförmige Pulververteilung
++ Entwicklung von Prozessparametern für Flächen, Stege sowie 3D-Körper für die unterschiedlichen Materialien
++ Sicherstellen eines gleichmäßigen Schweißprozesses
++ Unabhängig von der Laser aufbaurichtung
++ Prozessmonitoring für höchste Prozesssicherheit sowie homogene Bauteilqualität
++ Integrierte Schutzglasüberwachung ++ Optimale Pulvermengen-Zufuhr ++ Geschützt vor Staub, Spänen und Kühlmittel während der Fräsbearbeitung
++ Evaluierte Datenbank auf Basis von definierten sowie qualifizierten Abnahmebauteilen zur Werkstoffqualifizierung ++ Kundenspezifische Material entwicklungen in vier Additive Manufacturing Technologie zentren weltweit
LASERTEC 65 3D
Aufstellpläne LASERTEC 65 3D
2.000
LASERTEC 65 3D Draufsicht Kühlmittelaufbereitungsanlage
1.580
1.757
1.424
523
848
1.816
700
600 Spindelkühler
1.200
4.025
800
1.200
512
1.585
Absauganlage
1.560 1.050
3.218 3.487 4.749
5.321
Gasbündel
2.877
2.664
2.370
Frontansicht
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 500 × 400
Max. Werkstückgewicht (NC-Schwenkrundtisch)
kg
Rundachse (C-Achse)
Grad
360
Schwenkbereich (A-Achse)
Grad
–120 bis +120
Pmax nach VDI / DGQ 3441 (C-Achse / A-Achse)
Ws
600
7/9
Frässpindel Max. Drehzahl (Standard / Option)
min–1
Leistung 40 % ED / 100 % ED (Standard)
kW
13 / 9
Drehmoment
Nm
83 / 57
Werkzeugaufnahme
Typ
HSK-A63
10.000 / 18.000
Laserquelle Fasergeführter Diodenlaser (Standard)
Watt
Brennweite (fest)
mm
2.500
Durchmesser Laserspot 1 (Standard)
mm
3
Durchmesser Laserspot 2 (Option)
mm
1,6
Eilganggeschwindigkeit
mm
40 / 40 / 40
Max. Beschleunigung in X / Y / Z
m/sec²
Pmax nach VDI / DGQ 3441
mm
200
Linearachsen (X / Y / Z) 6/6/6 0,008
Werkzeugwechsler Werkzeuge Standard / Option
Anzahl
30 / 60 / 90
Maschinendaten Breite × Tiefe × Höhe (Grundmaschine)
mm
Maschinengewicht
kg
4.180 × 3.487 × 2.884
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
11.300
11
Weltweite Know-How Expertise – Additive Manufacturing Technology Center. Pfronten
Chicago
Tokyo
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 Bauteil anfragen sowie Schulungsanfragen bedienen.
Messeperformance in 2015 / 16:
DMG MORI Deutschland GmbH Riedwiesenstraße 19, D-71229 Leonberg Tel.: +49 (0) 71 52 / 90 90 - 0, Fax: +49 (0) 71 52 / 90 90 - 20 00 Service Hotline: +49 (0) 180 5 49 00 22
[email protected], www.dmgmori.com
28. 10. – 29. 10. 2015
Aerospace Forum, Pfronten
03. 11. 2015
Grand Opening AM Excellence Center Singapur
03. 11. – 06. 11. 2015
Open House Singapore
09. 11. – 13. 11. 2015
Open House Tokyo
17. 11. – 20. 11. 2015
Open House Paris
26. 01. – 30. 01. 2016
Open House Pfronten
23. 02. – 27. 02. 2016
METAV, Düsseldorf
FLY_D6685_0815DE Technische Änderungen vorbehalten. Die hier abgebildeten Maschinen können Optionen, Zubehör und Steuerungsvarianten beinhalten.
Singapur
