Ecoparts erschließt mit der Impact 4530 LPBF von IRPD neue Anwendungsfelder

Die Impact 4530 LPBF ist durch und durch als additive Werkzeugmaschine konzipiert. Robust, wartungsfreundlich und zuverlässig.

Ecoparts wurde 2006 von Daniel Kündig und Adrian Helbling gegründet und gehört heute zu den führenden spezialisierten Anbietern für metallische Additive Fertigung in der Schweiz. Zehn LPBF-Anlagen, ergänzt durch eine umfassende mechanische Nachbearbeitung, bilden die technologische Basis für ein Geschäftsmodell, das klar auf industrielle Anwendungen ausgerichtet ist. Der Fokus liegt dabei nicht auf spektakulären Einzelanwendungen, sondern auf reproduzierbarer Qualität und industrieller Zuverlässigkeit. Ein wesentlicher Unterschied zu vielen jüngeren AM-Anbietern liegt im Selbstverständnis. Ecoparts sieht sich nicht als reiner Druckdienstleister, sondern als industriellen Fertigungspartner. Beratung, Bauteilbewertung und fundiertes Prozessverständnis sind integraler Bestandteil des Leistungsangebots.

Die hochwertigen Industriekomponenten gewähren Prozesssicherheit und einfache Wartung bis ins Detail.

Adrian Helbling
Geschäftsführer, Ecoparts AG

„Die Impact 4530 LPBF erlaubt es uns, unser Angebotsspektrum zu erweitern und flexibler auf Kundenanforderungen zu reagieren.“

Dienstleisteralltag: Warum Know-how ein Kostenfaktor ist

„Wir verkaufen keine Maschinenstunden“, bringt Helbling die Positionierung von Ecoparts auf den Punkt. „Wir verkaufen Lösungen. Und sehr oft beginnt das damit, dass wir mit dem Kunden erst einmal gemeinsam klären, ob und warum Additive Fertigung überhaupt Sinn ergibt. Ausgangspunkt ist dabei häufig eine einfache Anfrage, aus der noch nicht hervorgeht, ob Additive Fertigung bei diesem Bauteil einen Nutzen bringen kann. Erst im Gespräch mit dem Kunden kristallisiert sich heraus, dass durch Anpassungen der Geometrie oder der Kombination von Bauteilen klare Verbesserungen ermöglicht werden, die dann von den Möglichkeiten der Additiven Fertigung deutlich profitieren oder durch diese überhaupt erst herstellbar sind.“

Gerade im Dienstleistergeschäft ist Additive Fertigung weit davon entfernt, ein Plug-and-play-Verfahren zu sein. Kunden liefern häufig Zeichnungen, die vollständig aus der Zerspanung heraus gedacht sind. Der eigentliche Mehrwert der Additiven Fertigung – etwa Funktionsintegration, Materialeffizienz, kurze Lieferzeiten – erschließt sich meist erst im Dialog. „Die Zeichnung ist oft eine Fräszeichnung“, sagt Helbling. „Und dann müssen wir zuerst erklären, warum diese Zeichnung nicht der optimale Ausgangspunkt ist.“

Dieser Beratungsaufwand ist wirtschaftlich nicht immer unmittelbar vergütet. Gleichzeitig ist er Voraussetzung für langfristige Kundenbeziehungen. Doch genau hier stößt das Geschäftsmodell an Grenzen, wenn neue Bauteilgrößen und Märkte erschlossen werden sollen.

Über Jahre wuchs das Unternehmen mit Maschinen im Mittelklasse-Segment. Aber irgendwann stellte sich eine strategische Frage, die viele AM-Dienstleister kennen: Wie lässt sich das bestehende Geschäftsmodell weiterentwickeln, ohne es grundsätzlich zu verändern?

Die hochwertigen Industriekomponenten gewähren Prozesssicherheit und einfache Wartung bis ins Detail.

Skalieren oder neu denken?

„Für uns war irgendwann klar: Wenn wir weiter wachsen wollen, reicht es nicht mehr, einfach zusätzliche Maschinen derselben Größe aufzustellen“, beschreibt Geschäftsführer Adrian Helbling den Ausgangspunkt. „Wir mussten uns fragen, was unser nächster Schritt ist – technologisch, aber vor allem wirtschaftlich.“

Über viele Jahre wuchs Ecoparts durch die Erweiterung des Maschinenparks im bekannten Bauraumsegment. Dieses Vorgehen war kalkulierbar, risikoarm und wirtschaftlich stabil. Gleichzeitig stieß es jedoch an seine Grenzen, wenn es darum ging, neue Anwendungen zu erschließen. „Ersatzteile, große Funktionsteile oder auch gussähnliche Bauteile waren mit unseren bestehenden Maschinen nur sehr eingeschränkt fertigbar. Und genau dort sehen wir ein großes wirtschaftliches Potenzial“, macht Helbling deutlich. Parallel dazu evaluierte Ecoparts alternative Technologien. Sinterbasierte Verfahren oder Multi-Jet-Ansätze wurden intensiv analysiert, letztlich aber verworfen. „Das wäre ein völlig anderes Geschäft gewesen“, erklärt Helbling. „Andere Kunden, andere Stückzahlen, andere Prozesse. Dafür hatten wir zu wenig Synergien mit unserem bestehenden Know-how.“

Die Entscheidung fiel bewusst wieder zugunsten des Laserstrahlschmelzens – allerdings in einer neuen Dimension. Aber auch hier war die Auswahl groß und die Leistungsunterschiede bei den verschiedenen Anlagenanbietern oft signifikant. Die Wahl fiel schließlich auf eine Impact 4530 LPBF von Irpd, also ein System in einer höheren Maschinenklasse und von einem vergleichsweise neuen Anbieter.

Die hochwertigen Industriekomponenten gewähren Prozesssicherheit und einfache Wartung bis ins Detail.

Stefan Lang
Geschäftsführer, Irpd

„Die United Machining Solutions, zu der wir gehören, ist ein Qualitätsmaschinenbauer. Darum ist die Impact 4530 LPBF auch als additive Werkzeugmaschine konzipiert und aufgebaut. “

Was Investoren wirklich interessiert: Wirtschaftlichkeit statt Bauraumfetisch

Für Ecoparts war früh klar, dass die Investitionsentscheidung nicht anhand einzelner Kennzahlen getroffen werden konnte. Ein größerer Bauraum allein ist noch kein Business Case. „Ein großer Bauraum bringt dir gar nichts, wenn du ihn nicht wirtschaftlich nutzen kannst“, sagt Helbling. „Als Dienstleister ist Performance alles – aber Performance heißt nicht nur schnell bauen, sondern möglichst viele produktive Stunden im Jahr.“ Damit rücken Faktoren in den Fokus, die in vielen Investitionsdiskussionen unterschätzt werden: Rüstzeiten, Werkstoffwechsel, Maschinenverfügbarkeit und die tatsächliche Auslastung.

Ein Guss-Maschinenbett sorgt für die Steifigkeit und Robustheit, die zu einer Werkzeugmaschine gehören.

Anwender: ecoparts

2006 gründeten Daniel Kündig und Adrian Helbling die Firma Ecoparts AG im schweizerischen Hinwil mit der Motivation, Additive Fertigung als Fertigungstechnologie zu etablieren. Aus viel Fachwissen über Werkzeug- und Formenbau, Metallbearbeitung, Verkauf und Marketing wurde Ecoparts. Auf zehn LPBF-Anlagen fertigen die 17 Mitarbeiter Prototypen und Funktionsteile aus verschiedenen Stählen, Titan, Aluminium und Nickel-Basislegierungen für unterschiedlichste Branchen.

Ecoparts AG
Zürichstraße 62
CH-8340 Hinwil
http://www.ecoparts.ch

Additive Fertigung aus Sicht des Maschinenbaus

In dieser Phase kam Irpd ins Spiel. Das Unternehmen aus St. Gallen ist Teil der United Machining Solutions, hervorgegangen aus der United Grinding Group. Der Anspruch war von Beginn an klar definiert: Additive Fertigung als industrielle Werkzeugmaschine zu denken. „Es gab lange Zeit keine echte Werkzeugmaschine für die Additive Fertigung. Die meisten Systeme sind aus Laborlösungen hervorgegangen, was in der Anfangsphase der additiven Metallteilefertigung noch in Ordnung war, aber oft nicht den Anforderungen der Industrie entsprach“, erklärt Stefan Lang, Geschäftsführer von Irpd. „Unser Ziel war es, genau diese Lücke zu schließen.“

Irpd brachte nicht nur AM-Know-how ein, sondern vor allem klassischen Maschinenbau: robuste Mechanik, klare Zugänglichkeit, wartungsfreundliche und bewährte Baugruppen und ein durchgängiges Sicherheits- und Filterkonzept. Die Entwicklung der Maschine begann bei Irpd im Jahr 2019 und Ecoparts war für Irpd ausgesprochener Wunschkunde. „Ecoparts ist ein renommierter AM-Anwender mit unglaublicher Erfahrung in der additiven Metallteilefertigung. Diesen Erfahrungsschatz in unsere Entwicklung mit einfließen lassen zu können, kann man schon als Glücksfall bezeichnen“, betont Lang und ergänzt: „Die enge Zusammenarbeit hat zu einer Entwicklungspartnerschaft geführt, von der beide Seiten profitieren. Wir haben wichtige Informationen hinsichtlich Anforderungen aus dem AM-Fertigungsalltag bekommen und Ecoparts konnte mit Einfluss nehmen, was die Maschine schlussendlich leisten kann.“ „Man merkt der Impact 4530 LPBF an, dass sie von einem Maschinenbauer kommt. Das siehst du nicht auf dem Datenblatt, sondern im täglichen Umgang mit der Maschine“, bestätigt Helbling.

Die konsequente Strömungssimulation mit OpenFoam im Entwicklungsprozess sorgt für ideale Strömungsverhältnisse des Prozessgases.

Bauraum und Leistung im Gleichgewicht

Die Impact 4530 LPBF verfügt über einen Bauraum von rund 450 x 300 x 400 Millimetern und positioniert sich damit deutlich oberhalb der klassischen 250-Millimeter-Klasse. Entscheidend ist jedoch nicht die reine Größe, sondern deren wirtschaftliche Nutzung.

Vier nLight Faserlaser mit jeweils 1.000 Watt Leistung sorgen für hohe Aufbauraten. Moderne Scannertechnologie von Scanlab stellt sicher, dass die Energieeinbringung über die gesamte Bauplattform homogen bleibt. Dabei stellt Helbling klar: „Vier Laser sind für uns kein Marketingargument. Sie sind die Voraussetzung dafür, dass ein großer Bauraum auch wirtschaftlich genutzt werden kann. Die Bauraumgröße haben wir bewusst nicht größer gewählt, da wir auch unsere Infrastruktur für die Nachbearbeitung berücksichtigen mussten.“ Gleichzeitig erlaubt die Mehrlaserarchitektur, mehrere kleinere Bauteile parallel zu fertigen – ein wichtiger Aspekt für die flexible Auftragsabwicklung im Dienstleistergeschäft.

Die Be- und Entladung der Maschine erfolgt über die Rückseite der Anlage und ist auf Automatisierung ausgelegt.

Pulverhandling und Filtertechnik: unsichtbar, aber entscheidend

Ein zentrales Entscheidungskriterium war das Pulverhandling. Die Impact 4530 LPBF setzt auf ein Konzept mit auswechselbaren Bau- und Materialcontainern. Dadurch ist die Maschine hinsichtlich der Materialauswahl flexibel und ein Werkstoffwechsel ist in kurzer Zeit möglich. „Sobald die Pulverversorgung ein fester Teil der Maschine ist, wechselst du es faktisch nicht mehr“, sagt Helbling. „Das mag für die Serienfertigung funktionieren, eignet sich aber nicht für unser Geschäftsmodell“.

„Das Material wird durch einen Materialcontainer in der Maschine bereitgestellt. Bauplattform und Materialüberlauf in einem weiteren Container. Damit kann durch das Wechseln dieser beiden Einheiten die Materialwechselzeit auf ein Minimum beschränkt werden. Das reduziert Kreuzkontaminationen und verkürzt Rüstzeiten. Bei verwandten Materialien sprechen wir da von einigen Minuten und bei nicht verwandten Materialien von unter vier Stunden. Ergänzt wird das Konzept durch eine leistungsfähige Filtertechnik, die auf den industriellen Dauerbetrieb ausgelegt ist. Filter, Zugänglichkeit, Reinigung – das sind keine Nebenthemen. Sie entscheiden darüber, wie lange eine Maschine produktiv läuft“, geht Lang ins Detail.

Der Vorratsbehälter ist von der Jobbox, die Bauzylinder und Materialüberlauf enthält, getrennt.

Materialflexibilität als wirtschaftlicher Hebel

Ecoparts verarbeitet Werkzeug- und Edelstähle ebenso wie Aluminium-, Titan- und Nickelbasislegierungen. Gerade bei hochpreisigen Werkstoffen zeigt sich der wirtschaftliche Vorteil der Additiven Fertigung besonders deutlich. „Wenn ich bei Titan oder Inconel 70 Prozent des Materials wegfräse, ist das wirtschaftlich schlicht Unsinn“, sagt Helbling. „Additiv setze ich Material genau dort ein, wo ich es benötige.“

Die Möglichkeit, Werkstoffe mit überschaubarem Aufwand zu wechseln, erlaubt es Ecoparts, Lastspitzen flexibel abzufedern. Maschinen müssen nicht einem Werkstoff zugeordnet werden, sondern können je nach Auftragslage eingesetzt werden. „Für uns ist das ein riesiger Vorteil. Wir haben Wochen, da brauchen wir mehr Titan, und andere, da dominiert Stahl. Diese Flexibilität ist bares Geld wert“, führt Helbling weiter aus.

Der Bauraum von 450 x 300 x 400 mm erlaubt die Herstellung großer Teile.

Produktivität richtig einordnen

Mit Aufbauraten von bis zu 2,5 Kilogramm Metall pro Stunde verschiebt die Impact 4530 LPBF die Wirtschaftlichkeitsgrenze deutlich. Gleichzeitig erfordert diese Produktivität eine neue betriebswirtschaftliche Betrachtung. „Schneller zu bauen, heißt noch lange nicht, mehr Geld zu verdienen. Umsatz entsteht erst, wenn wir die zusätzliche Kapazität auch verkaufen können“, stellt Helbling klar. Höhere Geschwindigkeit bedeutet höheren Material- und Energieumsatz pro Stunde. Maschinenstundensätze müssen entsprechend neu kalkuliert werden.

Automatisierung: Vorbereitung statt Verpflichtung

Ein weiterer Aspekt der Investitionsentscheidung war die Automatisierung. Die Impact 4530 LPBF ist von Beginn an für automatisierte Baucontainerwechsel ausgelegt. „Automatisierung ist für uns kein Muss am ersten Tag, aber die Maschine muss darauf konsequent gedacht sein. Alles andere wäre kurzsichtig“, sagt Lang. Deshalb hat man bei Irpd das Maschinenkonzept von vornherein darauf ausgelegt, künftige Automatisierungslösungen nahtlos anschließen zu können. „Mit der System 3R, die wie wir zur United Machining Solutions gehört, haben wir dafür den richtigen Partner im eigenen Konzern. Dieses interne Know-how hilft uns, die Weichen für eine integrierte Automatisierungslösung von vornherein richtig zu stellen“, ergänzt der Irpd-Geschäftsführer. Für Ecoparts bedeutet das Investitionssicherheit. Automatisierung kann schrittweise umgesetzt werden, ohne bestehende Prozesse zu entwerten.

Fazit: Wirtschaftlichkeit ist ein System

Der Anwenderbericht zeigt deutlich: Wirtschaftliche Additive Fertigung ist kein Ergebnis einzelner Leistungsdaten. Sie entsteht aus dem Zusammenspiel von Maschinenkonzept, Werkstoffstrategie, Auslastung und Prozessverständnis. „Am Ende entscheidet nicht ein einzelnes Merkmal“, fasst Helbling zusammen. „Es ist das Gesamtpaket – und genau das macht die Impact 4530 LPBF für uns wirtschaftlich interessant.“