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Industrielle Metallverarbeitung beim Laserschmelzen
Industrielle Metallverarbeitung beim Laserschmelzen Jan-Peter Derrer Produkt Manager / Sales Manager - Additive Manufacturing Agenda Das U D Unternehmen t h R Renishaw i h Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick A bli k 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 WinkelmessWinkelmess WegSysteme Styli Werkzeugmaschinen Generative Fertigung Equator KMG Metrologie Ramanspektroskopie Präzisions-Neurochirurgie Dental CAD/CAM GrossbereichMesstechnik 4 Weltweites Netzwerk mit Verkaufsniederlassungen 70 Standorte 34 Länder 94% d des U Umsatzes, t außerhalb ß h lb UK ca. 3.700 Mitarbeiter 5 Agenda Das U D Unternehmen t h R Renishaw i h Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick A bli k 6 Historie des Additive Manufacturing bei Renishaw 2011 Invest in R&D 18% Re Re-Invest 7 Additive Manufacturing Product Division Forschung & Entwicklung Stone, Großbritannien Anwendungs und Vertriebszentrum & AnwendungsAdditive Manufacturing Lohnfertigung Pliezhausen, Germany Renishaw GmbH Produktion Miskin, Großbritannien Renishaw Business Park Google Maps © 8 Additive Manufacturing - Der Bauprozess Daten vorbereiten Bauprozess Pulverauftrag Belichtung Platte absenken Bauteil entnehmen 9 Agenda Das U D Unternehmen t h R Renishaw i h Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick A bli k 10 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 3 4 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 Original aus 316L Bauteilfinish = 2.5 kg Optimiert aus 316L = 1 1.2 2 kg 15 Aerospace Applikationen – Satellit - Bracket Konventionelles Design Lasermelting Design Neues Design: • Fertigungsgerecht • Gleiche Funktion • Mehrwert (Leichtbau) Gewichtseinsparung: 34% Braket 24% alle Brakets 17% Satellit 16 Fertigungsgerechte Konstruktion: Virgin TV Arm Z Zerspantes t Aluminiumbauteil Al i i b t 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 0 80 kg g Gitterstruktur 0.31 kg AM Topologically optimised ti i d 0.37 kg Images courtesy of Loughborough University 18 Umwelteinfluss über die Produktlebensdauer Materials Manufacture Distribution Use Use 100 1 2 3 CO2 (kg) 1 2 3 0 11 Materials 2 3 Manufacture 1 2 3 Distribution Data courtesy of Econolyst Use 19 Umwelteinfluss über die Produktlebensdauer Materials Manufacture Distribution Use Use Distribution Use 50,000 Konventionell = 44 t CO2 (kg) Gitter = 16 t Topologie T l i = 20 100 Materials Manufacture Example based on 90M km (Long haul) application Data courtesy of Econolyst 20 Medikation - Tiefe Hirnstimulation • Baugruppe “Verteiler” “ ” • Material - Titan Ti6Al4V • 4 Anschlüsse A hlü ermöglichen ö li h optimale ti l Medikation M dik ti 21 Medikation in der Neuro-Anwendung • Übergehen der Blut-Hirn-Schranke • Bessere Kontrolle über die Mediaktion • Bessere Verträglichkeit für den Patienten 22 Agenda Das U D Unternehmen t h R Renishaw i h Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick A bli k 23 Technischer Fortschritt - Bauteilqualität F üh Früher H t Heute Technischer Fortschritt: Lasertechnik Optik Spiegelsteuerung Softwaresysteme Gesteigerte R&D Aktivitäten Materialdichte ~90% Materialdichte ~99,9% ~99 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 wieder einfüllen Nicht genutztes Pulver Sieben 1 System: 100 Systeme: Pulverdurchlauf ca. 50KG / day Pulverdurchlauf ca. 5000KG / day P l d hl f ~ 18,25t Pulverdurchlauf 18 25t / year P l d hl f ~ 1825t / year Pulverdurchlauf 26 Suchanfragen – Google Trends (Stand 13.04.2015) „Rapid Prototyping“ „Additive Manufacturing“ 27 Technologielebenszyklus Rapid Prototyping Kleinserien Massenproduktion M d kti / Reale Produktionsumgebung Lasermelting als Schlüsseltechnologie Bauteilqualität niedrig und instabile Prozesse Marktinte eresse „Renishaw Renishaw – Next Generation“ Generation Aktuelle Systeme – Großes Medieninteresse 1996 2005 2014 Jahr 28 Agenda Das U D Unternehmen t h R Renishaw i h Renishaw und Additive Manufacturing Additive Manufacturing Bauteilbeispiele Klassifizierung der AM-Technologie im Hinblick auf den industriellen Einsatz Ausblick A bli k 29 Wesentliche Treiber der Technologieentwicklung Arbeitsgemeinschaft AM Maschinenbau ((Anlagenhersteller, g , Forschungsinstitute) Applikation Lehre (Anwender) (Zukünftige Maschinenbauer & Anwender) 30 Technologieverständnis: Lasermelting als Teil des Prozesses Reverse Engineering based on detecting point clouds Post Processing Remove powder particles / heat treatment 100% -Control C t l Renishaws Equator offers a 100% quality control within your production line CAD Lasermelting Reparation and preparation of data Continous process, layer-by-layer Quality Assurance Post Processing using one of our CMM-systems Highest Hi h precision i i offered by Renishaws SPRINT System Highend Lasermelted Parts Show your excellence! 31 Vision: Zukünftige Systeme Zeit Differenzierung, Fokus Massenproduktionssysteme Dauereinsatzfähigkeit Wiederholgenauigkeit Produktivitätssteigerung Automatisierung A t ti i Modularisierung Qualitätssicherungssysteme Prozessintegration Anschaffungskosten Qualität Kosten 32 Technologieeinstieg: „Schlüsselfertig“ Installation und Inbetriebnahme des Anlagensystems (Produktionsstart ohne Verzögerung durch lange Lernkurve) Schulung der Anlagenbediener Maschineninvest: Schlüsselfertige Lösung, Inkl. applikationsspezifische Parametersätze S h ff von Vertrauen Schaffen V t & Akzeptanz Ak t d h etablierte durch t bli t Prozesskette P k tt Kundentraining (Konstruktionsrichtlinien, Neue Freiheitsgrade, etc.) Kleinserien in Lohnfertigung Beratung & Benchmark-Bauteile 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: [email protected] Renishaw GmbH Karl-Benz-Str. 12 72124 Pliezhausen Deutschland Slide 35 35
