Weirather WLS3232: Maschinenbau-Know-how für die Additive Fertigung

Als klassischer Maschinenbauer bringen wir die besten Voraussetzungen mit, um unser Know-how auch auf Systeme für die Additive Fertigung zu übertragen. Das gilt sowohl für die Fertigung selbst als auch für die Nachbearbeitung. Günter Weirather, Geschäftsführer bei Weirather Maschinenbau und Zerspanungstechnik GmbH

Mit einer Entwicklungszeit von nur 2,5 Jahren stellte die Weirather Maschinenbau und Zerspanungstechnik GmbH auf der Formnext 2018 eine Kunststoff-Lasersinteranlage vor. Die WLS 3232 bietet dabei technologische Feinheiten mit Weitblick.

Mit der WLS3232 gab die Firma Weirather auf der Formnext 2018 ihr Debut in der Additiven Fertigung.

Was waren die wesentlichen Beweggründe für euch, in das Thema Additive Fertigung einzusteigen?

Für uns war der aufstrebende Markt und die neue Technologie der Hauptbeweggrund für den Einstieg in die Additive Fertigung. Die Möglichkeit, Teile herstellen zu können, die in einer mechanischen Bearbeitung wie Drehen und Fräsen nicht möglich sind, vergrößerte noch zusätzlich das Interesse eine SLS-Anlage zu bauen. Die jahrelange Erfahrung im Sondermaschinenbau hat unser Maschinenbau-Know-how gestärkt und dadurch die Entwicklung einer SLS-Anlage etwas erleichtert. Trotz allem war diese Technologie für uns komplettes Neuland.

Warum habt ihr euch für das Selektive Lasersintern entschieden? Ist ja nicht gerade die einfachste Disziplin in der Additiven Fertigung.

Der Grundgedanke war, eine Maschine zu bauen, die nicht nur für Einzelteile wie beim FDM-Druck, sondern auch für Serienteile und Funktionsteile tauglich ist. Schon vor der Entwicklung der SLS-Anlage konnten wir viel Erfahrung im Sondermaschinenbau mit pulvrigen Materialien sammeln, deshalb war dieser Bereich kein Neuland für uns. Ein weiterer Gedanke war, dass eigentlich nur mit einer SLS-Anlage ein industrieller Druck machbar ist. Die Bauzeiten einer FDM-Anlage sind für kostengünstige Bauteile viel zu hoch und daraus resultiert auch ein geringer Teileausstoß.

Wie viel WLS3232 steckt heute noch in der WLS3232, sprich was hat sich seit der Ur-Maschine alles verändert?

Eine stetige Anpassung und Verbesserung hat an der Heizung und Heizungsregelung und an der visuellen Bedienung stattgefunden. Der Bediener hat jetzt zusätzlich noch die Möglichkeit nicht nur die Temperaturhöhe, sondern auch die Intensität der Heizung frei zu wählen. Das hat den Vorteil, dass die strahlende Wärme auf das Pulverbett weicher ausfällt und dadurch die einzelnen Pulverschichten schonender und stressfreier behandelt werden. Ebenso sind wir in der Entwicklung, alle relevanten Prozessschritte wie die SOLL- und IST-Spiegelstellungen, Temperaturverlauf und Laserparameter pro Schicht aufzuzeichnen und in weiterer Folge visuell den Baufortschritt darzustellen.

Ein weiterer Schritt war das Integrieren einer Wärmebildkamera, die zur zusätzlichen Regelung der Heizstrategie verwendet wird, d. h. durch die Trennung der Heizkreise können wir gezielt die kalten Bereiche besser nachregeln. Zudem haben wir eine Prozesskamera zur optischen Kontrolle integriert. Somit hat der Bediener stetig Kontakt und Einsicht über den Bauprozess.

Eine wesentliche Verbesserung hat auch beim Bodenantrieb vom Prozess und Vorratsbehälter stattgefunden. Wir haben einen verwindungssteifen und führungsfreien Bodenantrieb für die Bauplattform entwickelt. Durch den führungsfreien Antrieb entfallen fast zur Gänze aufwändige Wartungsarbeiten. Wir können dadurch auch ein Verklemmen der Führungen durch eine Verschmutzung komplett ausschließen. Ebenso haben wir absolut kein Führungsspiel, das Ungenauigkeiten beim Absenken des Bodens zur Folge hat. Auch die Innenraumabsaugung wie im letzten Bericht sollte nochmals erwähnt werden.

Wie unterscheidet sich aus eurer Sicht der Markt in Österreich von dem Markt in Deutschland?

Ein wesentlicher Unterschied ist, dass in Deutschland die Additive Fertigung weiter verbreitet ist und dadurch ein größerer Markt entstanden ist. Das hat meiner Meinung nach auch mit der Automobilindustrie zu tun. In diesem Bereich ist Österreich schlechter aufgestellt.

Ihr seid Hersteller von CNC-Drechselmaschinen und Sondermaschinen. Mit welchen Schwierigkeiten ist ein solides Unternehmen konfrontiert, wenn es zum ersten Mal in den 3D-Druck einsteigen möchte?

Das sind viele Dinge. Über dieses Thema gäbe es so viel zu berichten, dass es in einem Buch enden würde. Das Lasersinterverfahren ist ein absolut schwieriger Prozess, bei dem viele Faktoren eine Rolle spielen, die im normalen Maschinenbau nicht anzutreffen sind. Einerseits sind die im Prozess nötigen Temperaturen nicht leicht zu händeln und zum anderen die Strategie, wie der Laser arbeitet und deren Kompensation aufeinander abzustimmen. Wird an einem Parameter gedreht, verändern sich alle anderen. In diesem Bereich haben wir mittlerweile viel Erfahrung sammeln können und Berechnungen für die Voreinstellung entwickelt.

Eine weitere Schwierigkeit ist, dass der Durchlauf bei Testläufen fast immer einen Arbeitstag in Anspruch nimmt. Erst nach der Abkühlzeit können die Teile vermessen werden. Ebenso entsteht ein großer Aufwand bei der Dokumentation. Jede Veränderung und Anpassung muss dokumentiert und ausgewertet werden. Zum herkömmlichen Maschinenbau lässt sich da kaum ein Vergleich ziehen, bei dem es so schwierig und aufwändig ist.

Gleich nach der Produktion der WLS3232 folgt die Auspackstation WES 60. Was plant ihr als nächstes?

Wir planen in den nächsten Jahren eine weitere Maschine, die in der Baugröße kleiner ist und dadurch beim Einstieg in die Additive Fertigung auch preisliche Vorteile bietet. Das Konzept ist schon zum Teil ausgearbeitet. Eine weitere Planung ist, die WLS3232 mit einem möglichst hohen Automatisierungsgrad auszustatten. Das Pulverhandling soll möglichst kontaktfrei ausgeführt werden. Wir sind stetig mit Verbesserungen beschäftigt.

Würdet ihr aus heutiger Sicht noch einmal den Schritt in die Additive Fertigung wagen?

Auf jeden Fall. Es ist ein spannendes Themenfeld und wir sehen darin die größten Entwicklungsmöglichkeiten. In kaum einer anderen Branche tut sich im Moment so viel. Das ist ein Zukunftsmarkt, in dem wir uns weiterhin behaupten werden.

Danke für das Gespräch!