Großformatdruck bei Fuchshofer mit einer EP-M650 von Eplus3D

Kleinere Serienbauteile aus AlSi10Mg können auf der großen Bauplattform der EP-M650 in hohen Losgrößen produziert werden.

Hannes Fuchshofer
Inhaber und Geschäftsführer der Fuchshofer Advanced Manufacturing – FAM GmbH

„Um perfekte Bauteile liefern zu können, muss man die gesamte additive Prozesskette vom Engineering bis zum fertig endbearbeiteten Teil beherrschen. Mit unserem Hintergrund aus der CNC-Zerspanung und langjähriger AM-Erfahrung können wir genau das bieten.“

Seit 1994 gibt es die Fuchshofer Präzisionstechnik im südsteirischen Eibiswald (A). Seit über 30 Jahren lautet der Wahlspruch des Gründers und Geschäftsführers Hannes Fuchshofer „Heute besser als gestern, morgen besser als heute.“ Begonnen hat die Erfolgsgeschichte am elterlichen Bauernhof von Hannes Fuchshofer. Dort gründete er die Fuchshofer Präzisionstechnik GmbH, die sich zu einem Fertigungsbetrieb mit über 5.500 m² Betriebsfläche und rund 130 Mitarbeitern entwickelt hat. Das Hauptaugenmerk lag immer auf der Präzisionszerspanung. Dabei beschäftigte sich Fuchshofer als einer der ersten mit der Zerspanung von Werkstoffen wie Glas und Keramik und setzt dazu hochmoderne Ultrasonic-Technologie ein. Seit 2017 wurde das Portfolio um die additive Metallteilefertigung im LPBF-Verfahren ergänzt. „Unser großer Mehrwert liegt darin, dass wir aus der Zerspanung kommen und deshalb in der Lage sind, unseren Kunden fertig endbearbeitete Teile zu liefern, denn jedes Metall-AM-Teil muss nachbearbeitet werden. Mit unserer Expertise in beiden Bereichen hat der Kunde die Gewissheit, ein perfektes Teil zu bekommen“, so Fuchshofer. Zunächst wurde das Thema zusammen mit dem Joanneum Research Graz im Rahmen einer wissenschaftlichen Partnerschaft zur Erforschung und Entwicklung von neuartigen Bauteilen betrieben und zu diesem Zweck auch die Fuchshofer Advanced Manufacturing – FAM GmbH gegründet. Schon bald wurden erste Kundenprojekte umgesetzt und im Laufe der Zeit der Maschinenpark erweitert, um auch Kupfer additiv verarbeiten zu können. Im Zuge dessen wurde auch das Materialspektrum sukzessive weiter ausgebaut.

Seit April dieses Jahres bei FAM im Einsatz: die EP-M650 von Eplus3D.

Breites Material- und Leistungsspektrum

Das Werkstoffspektrum, das bei Fuchshofer in der Additiven Fertigung verarbeitet wird, beinhaltet Inconel® 718 + 625, Edelstahl 316L, 1.2709 Werkzeugstahl, m4pTMCXplus, Reinkupfer (CuCP), m4pTMCH100-Fe, Ti6Al4V/Ti64, AlSi10Mg, m4pTMStrengthAl und m4pTMPureAl. Mit diesem umfangreichen Materialportfolio kann Fuchshofer nahezu jede Anforderung im Metall-AM-Umfeld abdecken. Dabei werden Kunden von Anfang an begleitet. „Uns ist es wichtig, unsere Kunden schon bei der Bauteil- und Konzeptentwicklung zu unterstützen, damit sie den maximalen Nutzen aus der Technologie ziehen können. Das beinhaltet die Auslegung der Teile ebenso wie die Simulation oder Topologieoptimierung und geht eben bis hin zur CNC-Nachbearbeitung. Dabei können wir vom Einzelteil bis zur Serie die gesamte Bandbreite abdecken“, geht der Geschäftsführer ins Detail.

Zunächst wurde bei der FAM auf EOS M290-Maschinen gearbeitet, von denen eine im Jahre 2023 auf einen 1.000 W Laser umgerüstet wurde, um auch Reinkupfer verarbeiten zu können. Die EOS-Maschinen stoßen mit einem Bauraum von 250 x 250 x 325 mm für die Herstellung von Großbauteilen allerdings schnell an ihre Grenzen. „Wir haben zwar gelernt, wie wir durch eine geschickte Anordnung im Bauraum das Maximum aus dem Bauvolumen herausholen können, aber irgendwann ist halt das Limit erreicht und es geht einfach nicht größer“, erzählt DI Dr. Gerhard Panzl, der bei Fuchshofer den Fachbereich Additive Fertigung leitet, und Fuchshofer ergänzt: „Dazu kommt noch, dass wir bei manchen Serienaufträgen mittlerweile Losgrößen erreicht haben, die mit den bestehenden Anlagen kaum mehr umzusetzen waren. Darum haben wir Mitte letzten Jahres den Entschluss gefasst, in eine größere Anlage zu investieren. Dazu haben wir mehrere Systeme angeschaut und schließlich im September erste Musterteile bei Eplus3D drucken lassen.“

Die Wahl fiel schließlich auf eine EP-M650 von Eplus3D. Die Bauraumgröße von 650 x 650 x 800 mm bietet neben der Möglichkeit Großbauteile herzustellen auch genug Platz, um die Losgrößen für Serienbauteile massiv zu erhöhen. „Mit ihren vier Lasern ist die EP-M650 fast viermal so schnell wie eine Single-Laser-Maschine. Das bedeutet für uns einen enormen Performancegewinn und die Möglichkeit, Bauteile bis zu 850 mm Größe zu bauen. Zusätzlich verfügt die Maschine über einen geschlossenen Pulverkreislauf, was die Materialausnutzung wesentlich verbessert“, präzisiert Panzl. Platz gefunden hat die Maschine in der ebenfalls neu errichteten Produktionshalle mit zusätzlichen Büroflächen, in der die FAM seit Kurzem untergebracht ist. Diese wurde mit einem Deckenkran und einer großen PP700 Bandsäge von TMJ ausgestattet, um das Handling von Großbauteilen und das Abtrennen der Großbauteile von der Bauplattform zu ermöglichen.

Parameteroptimierung für perfekte Ergebnisse

Seit der Inbetriebnahme im April wurden zahlreiche Parameterstudien durchgeführt. Zusammen mit dem Materiallieferanten IMR metal powder technologies GmbH wurden die Prozessparameter für 60, 90 und 150 µm Schichtstärke verfeinert. Dabei beträgt die Partikelgrößenverteilung für das AlSi10Mg, das auf der Maschine vorrangig verarbeitet wird, 20 bis 63 µm. Bereits im Juni wurde auf der Maschine das erste Großbauteil mit einer Laufzeit von 143 Stunden gefertigt. Seitdem wurden die Fertigungsparameter weiter verfeinert und die Parameter für Kühlkanäle, innenliegende Strukturen, Downskin-Oberflächen und dünnwandige Bauteile bei erhöhten Schichtstärken optimiert. „Für uns war wichtig, dass wir die Maschine genau kennenlernen und auch die Parameter für die Herstellung unterschiedlicher Features im Vorfeld gut beherrschen, bevor wir an Kundenprojekte herangehen. Damit stellen wir sicher, dass wir vom ersten Kundenprojekt an perfekte Teile liefern“, betont Fuchshofer. „Durch die hervorragende Unterstützung von Eplus3D ist es uns gelungen, diesen Einführungsprozess sehr rasch zu bewältigen und schon im September haben wir die ersten Großbauteile für Kunden hergestellt und erste Serienaufträge abgewickelt. Was uns zusätzlich sehr geholfen hat, ist, dass uns Eplus3D schon sehr früh ein Kalkulationstool zur Verfügung gestellt hat, mit dem wir in der Lage waren die Business Cases für unsere Kunden zu bewerten und zu kalkulieren“, ergänzt Panzl.

Auch für die Zukunft freut man sich bei FAM auf die Zusammenarbeit mit Eplus3D und will diese weiter ausbauen und vertiefen. So wird Fuchshofer auch auf der diesjährigen Formnext gemeinsam mit Eplus3D auftreten.

„Es war eine strategische Entscheidung, eine solch große Laserschmelzanlage in Betrieb zu nehmen. Wir sind bei unseren Kunden bekannt dafür, dass wir uns auch scheinbar unlösbaren Herausforderungen stellen. So sind auch die Anforderungen im Bereich additive Metallteilefertigung ständig gestiegen und die Bauteildimensionen wurden immer größer. Nach Inbetriebnahme der neuen Anlage hat sich gezeigt, dass unser Angebot für Großbauteile und Serienteile von unseren Kunden gut angenommen wird und die Maschine damit eine wertvolle Ergänzung für unser Leistungsportfolio ist. Auch die Partnerschaft mit Eplus3D hat sich als gewinnbringend für beide Seiten erwiesen. Wir laden Interessierte ein, die größte Bauplattform Europas hautnah zu erleben und uns auf unserem gemeinsamen Messestand mit Eplus3D auf der Formnext zu besuchen“, fasst Fuchshofer zusammen.

Fuchshofer auf der Formnext: Halle 12.0, Stand E101