DMG MORI Lasertec 65 3D

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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
Anwendungen.
herstellung
reparatur
beschichtung
#
aerospace
aerospace
oil & gas
Turbinengehäuse
Blisk
Bohrkopf
maschinenbau
energy
maschinenbau
Düse
Pelton-Schaufel
Lagerblock
vakuumtechnik
formenbau
anlagenbau
Kühlrohr
Spritzgussform
Welle
werkzeugbau
energy
vakuumtechnik
Kühlkörper
Impeller
Flansch
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