Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 04/2018, 13.02.2018

3D-Druck: Pulverreste automatisiert beseitigen

Die Solukon Maschinenbau GmbH aus DE-Stadtbergen in Bayern fertigt Reinigungsanlagen für die Industrie. Die neue «SFM-AT 300» ist eine Anlage, mit der Bauteile aus Metall, die in Pulverbettverfahren additiv hergestellt werden, automatisiert vom Restpulver befreit werden können. Die Steuerung der Anlage erfolgt über Logikmodule von Siemens, die es ermöglichen, die Reinigungskabine flexibel und wartungsarm einzusetzen. Dadurch soll im Vergleich zur manuellen Reinigung eine Zeitersparnis von 70 Prozent resultieren.

Bei der additiven Fertigung mit Metallpulver im Pulverbettverfahren – also beim selektiven Laserschmelzen (SLM) oder selektiven Lasersintern (SLS) – erfordert die bisher übliche manuelle Reinigung von Hohlräumen und Stützstrukturen vom überschüssigen Metallpulver nach dem Fertigungsprozess einen hohen Zeitaufwand, was die Produktivität entscheidend schmälert.

«Bei komplexeren Bauteilen kann das manuelle Abblasen des Metallstaubs bis zu 17 Stunden dauern», weiss Andreas Hartmann, Geschäftsführer bei Solukon. Nur logisch, dass die Industrie nach einer effizienteren Lösung verlangte.

Bereits 2015 entwickelte deshalb der Sondermaschinenbauer eine Reinigungsanlage für grosse, additiv gefertigte Metallbauteile. Zwei Jahre später folgte die etwas einfachere Variante SFM-AT 300 für leichtere Bauteile. Deren Automatisierung basiert auf Siemens-Komponenten.

Die Reinigungskabinen entfernen das Metallpulver innerhalb einer dichten Prozesskammer mit gezielter Schwingungsanregung. Komplexe Hohlräume oder Kanäle können anschliessend durch Handschuheingriffe manuell mit Druckluft nachgereinigt werden. «Wir steuern unsere Maschinen mit einer Siemens-Steuerung ‹Logo! 8›, weil sie grosse Funktionalität für wenig Geld bietet», sagt Hartmann. Zum Logikmodul hinzu kommen zwei digitale Erweiterungsmodule vom Typ «DM16 24 R» und «DM8 24 R» sowie ein Netzgerät «Sitop PSU 100 S».

Logo! 8 automatisiert dabei alle Funktionen der Maschine inklusive des Motors, der den Schwenkarm antreibt. Dieser hört nach einer genau definierten Reinigungszeit auf zu schwingen und fährt in seine Ausgangsposition zurück. «Durch diese Automatisierung sparen wir im Postprozess gegenüber der Säuberung von Hand rund 70 Prozent an Zeit», freut sich Hartmann.

Sicherheit wird dabei grossgeschrieben: Besteht das Bauteil aus hoch reaktivem Material wie etwa Titanpulver, wird die Prozesskammer mit Schutzgas gefüllt. Dieses eliminiert die Brandgefahr und verhindert, dass der Staub durch Oxidation für die weitere Verwendung unbrauchbar wird. In diesem Fall kommuniziert die Steuerung bei der Inertisierung (die Umwandlung oder Bearbeitung von Materialien zu reaktionsträgen = inerten Stoffen) mit der Sicherheits-SPS und schaltet das automatische Schwenken erst ein, wenn die Kammer mit Schutzgas gefüllt ist. Eine Ampel und das Textdisplay der Logo! 8 zeigen die Betriebsbereitschaft der Anlage an. Die Steuerung bietet so viele Vorteile, wie etwa die kompakte Bauweise und die einfache Bedienung, dass man bei Solukon auch künftig auf Steuerungen von Siemens setzen will.

Andreas Hartmann begründet dies so: «Als Sondermaschinenbauer in einem sehr kritischen, hochwertigen Bereich müssen wir uns auf den Hersteller und seine Produkte zu 100 Prozent verlassen können.» (msc)

Siemens Schweiz AG
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Die «Logo! 8» von Siemens steuert in der Reinigungskabine den Schwenkarm, auf dem das Bauteil samt Plattform eingespannt wird.


Um die additiv gefertigten Bauteile vom feinen Metallpulver befreien zu können, hat die Solukon Maschinenbau GmbH die Reinigungsmaschine SFM-AT300 entwickelt. (Bilder: Siemens)


Ein wesentlicher Vorteil der Siemens-Steuerung ist ihr kompaktes Format.