Selective Laser Melting Maschine SLM 280 2.0

Die Selective Laser Melting Maschine SLM 280 2.0 stellt einen Bauraum von 280 x 280 x 365 mm³ und eine patentierte Mehrstrahltechnik bereit. Während des Bauprozesses belichten bis zu zwei Faserlaser über eine 3D-Scanoptik das Baufeld.

Die leistungsstarke Maschine ist in unterschiedlichen Konfigurationen erhältlich und bietet wahlweise eine Single-Optik (1x 400W oder 1x 700W), eine Dual-Optik (1x 700W und 1x 1000W) oder eine Twin-Optik (2x 400W oder 2x 700W). Je nach Anordnung der metallischen Bauteile wird durch die Nutzung der Mehrstrahltechnik eine bis zu 80% höhere Aufbaurate erzielt. Zudem trägt der patentierte bidirektionale Pulverauftrag zur Verkürzung der Herstellungszeit von individuell gefertigten Metallbauteilen bei.

Die SLM 280 2.0 als offenes System bietet viele Möglichkeiten um mit individuell eingestellten Prozessparametern die Fertigungsprozesse nach dem jeweiligen Bedarf zu optimieren und Werkstoffentwicklungen durchzuführen. Basierend auf CAD-Daten können metallische Bauteile für die Serienproduktion und die Einzelfertigung mit individuellen Parametern hergestellt werden.

Die SLM 280 2.0 verfügt serienmäßig über eine 2+1 Filterlösung, die die Lebensdauer der einzelnen Filter erhöht und durch einen Feinfilter für eine äußerst geringe Konzentration an Partikeln im gefilterten Prozessgas sorgt.

Zusätzlich bietet sich der Einsatz einer Bauraumreduzierung von 100 x 100 x 160 mm³ an, wodurch sich die bisher eingesetzte Pulvermenge reduziert.

Eine weitere Option für die SLM 280 2.0 ist die Hochtemperaturheizung, mit der Vorheiztemperaturen von über 550°C auf der Substratplattenoberfläche erreicht werden und Geometrien mit einer Höhe von bis zu 100 mm hergestellt werden können. Durch das modulare Konzept wird die Hochtemperaturheizung wie eine Bauraumverkleinerung auf die Maschine montiert. Die runde Substratplatte hat einen Durchmesser von 90 mm. Mögliche Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Fertigung von Titanbauteilen ohne Eigenspannungen und Rissbildung.

Der Einsatz eines großen Pulvertanks (40l) mit zwei Flaschen (je 5l) ermöglicht das Durchführen eines vollständigen Fertigungsprozesses in voller Höhe bei 1,6-facher Überdosierung. Die Größe der Überläufe ist ebenfalls entsprechend angepasst und für ein einfaches Handling sind die Pulverfalschen der Überläufe von außen leicht zugänglich. Der komplette Prozess wird unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Mit der effizienten Schutzgasumwälzung wird in einem sicheren und effizienten Betrieb ein geringer Gasverbrauch erzielt. Für optimale Prozessbedingungen kommt eine neue Schutzgasströmung zum Einsatz, wodurch ein effizientes Entfernen von Rauchgasen aus der Prozesskammer erreicht wird. Neben der Erzielung von konstanten Bedingungen auf der Bearbeitungsfläche werden außerdem die Strahleintrittsscheiben wirksam vor Verschmutzung geschützt.

Optional kann für eine zuverlässige Pulverversorgung während des gesamten Fertigungsprozesses auch eine modulare Pulverversorgungseinheit PSV an die Maschine angeschlossen werden.

SLM 280 2.0

Pulverversorgungseinheit PSV

Die PSV verfügt über einen 90l Pulvertank der für jeden möglichen Fertigungsprozess ausreicht. Das manuelle Nachfüllen von Pulver über einzelne Pulverflaschen entfällt. Über ein in die PSV integriertes Ultraschallsieb wird das verfügbare Pulver kurz vor der Prozesszuführung gesiebt, sodass keine Überkornpartikel oder Fremdkörper in den SLM Prozess gelangen können. Der Pulvertransport zwischen der PSV und der SLM Maschine erfolgt vollautomatisiert mittels Vakuumtechnik.

Die PSV verfügt über drei unabhängige Förderwege. Neben der Förderung des frisch gesiebten Metallpulvers in die SLM Maschine wird über einen zweiten Förderweg das überschüssige Metallpulver aus den Überläufen in die PSV zurückgeführt, wobei dann die Pulverversorgung der SLM Maschine priorisiert erfolgt. Im dritten Förderweg wird mit Hilfe einer manuell zu führenden Absaugeinrichtung in der Prozesskammer das überschüssige Metallpulver abgesaugt, welches dann direkt zurück in die PSV gefördert wird. Die Zuführung von Frischpulver erfolgt entweder durch Anschluss von Pulverbehältern direkt am Pulvertank der PSV oder durch das Leersaugen der Pulverbehälter in der Prozesskammer.

Die gesamte Pulverförderung, das Sieben des Pulvers und die Lagerung erfolgen in einem geschlossenen System unter Schutzgasatmosphäre. Durch das kontaktlose Pulverhandling wird ein erhöhtes Maß an Arbeitssicherheit erreicht.

PSV

 

Qualitätssicherung des Fertigungsprozesses

Ein umfangreiches Überwachungs- und Qualitätssicherungssystem sichert eine hohe Prozesskontrolle der Maschine.

Das optional erhältliche Melt Pool Monitoring (MPM) ist ein on-axis Werkzeug zur Visualisierung des Schmelzbads im SLM Prozess. Mit Hilfe der Daten aus dem MPM wird ein effizientes Weiterentwickeln und Auswerten von Prozessparametern gefördert. Zudem können wichtige Erkenntnisse zur bauteilindividuellen Optimierung der Prozessparameter gesammelt werden. Bei der Produktion sicherheitskritischer Bauteile dienen die erfassten Daten der Dokumentation zur Qualitätssicherung des Fertigungsprozesses. Die aufgezeichneten Daten erlauben Rückschlüsse auf Unregelmäßigkeiten während des Aufschmelzens, die zu Anomalien in den Bauteilen führen können.

Das optional erhältliche Laser Power Monitoring (LPM) ist ein on-axis Überwachungssystem, das die SOLL- und die ausgegebene IST-Laserleistung kontinuierlich während des gesamten Fertigungsprozesses misst und dokumentiert. Zum einen kann dieses Modul als Frühwarnsystem eingesetzt werden, sodass bei auftretenden Unregelmäßigkeiten durch gezielte Maßnahmen einem Maschinenausfall vorgebeugt werden kann. Zum anderen wird durch entsprechende Prozessdokumentation ein wichtiger Beitrag zur Qualitätssicherung geleistet.

Beide Qualitätsmodule sind sowohl für den Single- als auch für den Multilaserbetrieb verfügbar.

Maschinenkonfiguration für alle Metallpulver / 
Technische Änderungen vorbehalten
Bauraum (L x B x H)280 x 280 x 365 mm³ abzüglich Substratplattenhöhe
3D-Optikkonfiguration
, Dual-Konfiguration: 
mit UmschalteinheitSingle (1x 400 W), Twin (2x 400 W), Single (1x 700 W), Twin (2x 700 W), Dual (1x 700 W und 1x 1000 W) IPG Faserlaser
Aufbauratebis zu 88 cm³/h
Variable Schichtdicke20 µm - 75 µm
Min. Strukturgröße150 µm
Fokusdurchmesser 80 - 115 µm
Max. Scangeschwindigkeit10 m/s
Mittlerer Schutzgasverbrauch im Bauprozess2,5 l/min (Argon)
Mittlerer Schutzgasverbrauch im Flutprozess70 l /min (Argon)
Elektrischer Anschluss / Leistungsaufnahme400 Volt 3NPE, 63 A, 50/60 Hz, 3,5 - 5,5 kW
Druckluftanforderung / -verbrauchISO 8573-1:2010 [1:4:1], 50 l/min @ 6 bar
Maschinenabmessung (L x B x H)2600 mm x 1200 mm x 2700 mm
Maschinengewicht (ohne / inkl. Pulver)ca. 1300 kg / ca. 1800 kg
*abhängig von Material und Bauteilgeometrie