Chiron: neue Ära mit dem AM-Cube

Warum entwickelt ein Hersteller für CNC-gesteuerte Fräs- und Drehbearbeitungszentren eine AM-Maschine? Und vor allem eine, die verschiedene Technologien miteinander vereint? Axel Boi, Head of Additive Manufacturing bei der Chiron Group, erklärt es so: „Der Bereich Additive Manufacturing ist ein Startup innerhalb unserer Unternehmensgruppe. Mit dem 3D-Metalldrucker made by Chiron realisieren wir eine Anlage für die Fertigung größerer Bauteile mit langen Beschaffungszeiten und hohen Materialpreisen. Im Maschinenbau, in der Werkzeugherstellung, in der Energieerzeugung oder im Aerospace-Sektor kann diese Technologie erfolgreich eingesetzt werden. Allesamt wichtige Zielbranchen der Chiron Group.“

Dass verschiedene Technologien im AM-Cube zum Einsatz kommen, hat dabei ganz praktische Gründe. Durch diese Möglichkeit können mit dem AM-Cube verschiedene Prozessanforderungen kombiniert werden: So lässt sich etwa mit einem Auftragskopf eine hohe Oberflächengüte, mit einem anderen ein hohes Auftragsvolumen erreichen. Durch den automatischen Kopfwechsel lassen sich diese Eigenschaften in einem Werkstück kombinieren. Auch hier haben die Profis von Chiron ihr umfassendes Prozess-Know-how und ihre jahrelange Erfahrung aus dem Einsatz von Werkzeugmaschinen in der Praxis einfließen lassen. Aufgrund der kleinen Stückzahlen, die mit diesem Verfahren gefertigt werden, ist eine hohe Flexibilität in jeder Branche ein entscheidender Faktor. Der AM-Cube ist mit bis zu drei Auftragsköpfen ausgestattet und ermöglicht zusätzlich den Wechsel des Auftragsmaterials. Draht und Pulver können innerhalb eines Fertigungsprozesses in unterschiedlichen Phasen der Produktion mit dem AM-Cube aufgetragen werden.

Der Vorteil beim Laserauftragsschweißen mit Draht besteht darin, dass kein Materialverlust entsteht und hohe Auftragsraten möglich sind.

An der Anforderung orientiert

„Im Gegensatz zu vielen anderen AM-Maschinen-Herstellern, deren primäres Ziel ist, eine AM-Maschine auf den Markt zu bringen, ist das Thema Additive Fertigung bei uns ein Problemlöser, der Lücken in der konventionellen Fertigung schließen soll. Die Industrie steht oft vor der Anforderung, Bauteile reparieren oder an bestehende Bauteile Ergänzungen anbringen zu müssen. Statt das Teil neu zu fertigen, besteht mit dem AM-Cube die Möglichkeit, auf das Ursprungsteil aufzusetzen und somit Zeit und Geld zu sparen“, erklärt Boi und ergänzt: „Dabei sind die Möglichkeiten der Herstellung von Geometrien, die sich konventionell nur schwer oder gar nicht fertigen lassen, noch gar nicht berücksichtigt.“ So ist es eigentlich nur logisch, dass man eine Lösung suchte, die die Stärken der unterschiedlichen Verfahren miteinander vereint. Die konsequente Umsetzung dieser Anforderung ist der AM-Cube.

Beim drahtbasierten Laserauftragsschweißen ist zwar eine Nachbearbeitung zwingend erforderlich, dennoch ist das Verfahren speziell bei teuren Ausgangsmaterialien sehr kosteneffizient und schnell.

Auftragsschweißen mit unterschiedlichen Rohmaterialien

Mit einer Anlage, die für beide gängigen Auftragsmaterialien – Draht und Pulver – konzipiert wurde, hat sich der Werkzeugmaschinenhersteller außerdem eine vollkommen neue Technologie patentieren lassen. Beide Verfahren haben ihre Berechtigung: Während das Beschichten mit Pulver als das am meisten verbreitete innerhalb der Industrie gilt, bietet das Laserauftragsschweißen mit Draht ein besseres Sicherheitshandling und überzeugt zudem durch weniger Materialverlust. Draht hat nicht zuletzt den Vorteil, dass jede Art des Auftragsmaterials für die Fertigung eingesetzt werden kann.

Die Anlage ist als Plattform ausgelegt und lässt sich mit relativ geringem Aufwand von vierachsige auf fünfachsige Bearbeitung umrüsten. Ausgestattet mit modernster Sensorik erfüllt der AM-Cube alle relevanten Sicherheitsanforderungen für einen automatischen Betrieb ohne Überwachung durch den Bediener. Werden besonders reaktive Materialien, wie etwa Titan, mit dem AM-Cube bearbeitet, so kann die gesamte Anlage zur Verringerung der Oxidation mit Schutzgas geflutet werden und ermöglicht so ein mehrstündiges Fertigen unter Schutzgasatmosphäre.

Auf Industriestandards gesetzt

Dabei orientiert sich der AM-Cube in jeder Hinsicht an Industriestandards. „Konzipiert ist der AM-Cube wie eine klassische Werkzeugmaschine mit einem kartesischen Koordinatensystem. Programmiert wird mit normiertem DIN-ISO-Code oder, bei komplexen Bauteilen, mit einem CAD-/CAM-Software-Tool aus dem Siemens-NX-Baukasten. Die Steuerung lässt sich durchgängig mit bewährten Siemens-Komponenten realisieren: von der Hardware bis hin zur Programmierung des AM-Cube. Des Weiteren ist der AM-Cube als Plattform ausgelegt und kann, mit relativ wenig Aufwand, von drei- auf vier- oder fünfachsiges Bearbeiten umgerüstet werden“, präzisiert Boi.

Mit dieser Ergänzung im Produktportfolio schafft die Chiron Group den Brückenschlag zwischen Zerspanung und Additiver Fertigung im eigenen Haus. Der Vorteil liegt auf der Hand: Der Anwender hat einen Ansprechpartner für alles. Einen, der sowohl den Zerspanungsprozess in der Tiefe versteht als auch die ergänzende Additive Fertigung in den Bauteilentwicklungsprozess einbringt. Dadurch sind Anwender in der Lage, Komponenten zu fertigen, die nicht nur effizienter und besser sind, sondern auch in der Herstellung materialsparend. Da man je nach Anforderung das am besten geeignete Auftragsverfahren wählen kann, bleiben auch hinsichtlich der resultierenden Bauteilqualität keine Wünsche offen.