Die industrielle Produktionslandschaft befindet sich im stetigen Wandel, und mit ihr die Anforderungen an moderne Fertigungstechnologien. Die additive Fertigung, insbesondere das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF), hat sich l\u00e4ngst von der Prototypenentwicklung zur Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr die Serienproduktion entwickelt. <\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
Doch dieser Fortschritt bringt neue Herausforderungen mit sich: Es bedarf mehr als nur leistungsf\u00e4higer Anlagen. Gefragt sind integrierte L\u00f6sungen, die eine nahtlose Verbindung von Maschinenarchitektur, pr\u00e4ziser Prozesskontrolle und umfassender Serienf\u00e4higkeit erm\u00f6glichen. Im Zentrum stehen dabei die drastische Reduzierung von R\u00fcstzeiten, die Sicherstellung der Reproduzierbarkeit jedes Bauteils und eine l\u00fcckenlose R\u00fcckverfolgbarkeit \u00fcber den gesamten Fertigungszyklus hinweg. Die Antwort liegt in innovativen Systemans\u00e4tzen, die sich modular anpassen und flexibel f\u00fcr unterschiedlichste Anwendungsf\u00e4lle konfigurieren lassen. <\/p>\n\n\n\n
Die industrielle Anwendung additiver Verfahren wie LPBF erfordert ein H\u00f6chstma\u00df an Prozesskontrolle. Bauteile m\u00fcssen nicht nur in gleichbleibender Qualit\u00e4t produziert, sondern auch Maschinen m\u00fcssen effizient ausgelastet und strenge Sicherheitsstandards eingehalten werden. Martin Buscher, Head of Testing Facilities bei der Aconity3D GmbH, einem f\u00fchrenden Entwickler und Hersteller modularer L-PBF-Maschinen, betont die Empfindlichkeit des Prozesses: \u201eSchon kleinste Abweichungen in der Temperaturf\u00fchrung oder im Energieeintrag k\u00f6nnen die Werkstoffeigenschaften ver\u00e4ndern. Daher ist es entscheidend, dass der Prozess exakt kontrollierbar ist und die Maschinenstruktur dies auch in der Serienfertigung erm\u00f6glicht.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Die Reproduzierbarkeit stellt dabei eine besondere Herausforderung dar. Im Gegensatz zu konventionellen Methoden, bei denen Werkstoffeigenschaften aus vorgefertigten Halbzeugen resultieren, entstehen sie beim L-PBF-Prozess erst direkt w\u00e4hrend des Herstellungsvorgangs. Jeder einzelne Parameter \u2013 von der Belichtungsstrategie bis zur Schutzgasf\u00fchrung \u2013 kann das Endergebnis beeinflussen. Dies erfordert f\u00fcr die Serienproduktion ein tiefgreifendes Prozessverst\u00e4ndnis, fortschrittliche technologische Werkzeuge und eine umfassende Absicherung durch detaillierte Maschinen- und Prozessdaten.<\/p>\n\n\n\n
Ein entscheidender Vorteil f\u00fcr die Produktivit\u00e4t liegt in der modularen Architektur moderner L-PBF-Systeme wie bspw. der AconityX<\/em><\/strong> von Aconity3D. Die M\u00f6glichkeit, die Prozesskammer der AconityX<\/em><\/strong> zu wechseln, erlaubt es, weitere Kammern parallel zum Hauptprozess vorzubereiten oder zu reinigen. Dies reduziert Stillstandszeiten auf ein absolutes Minimum \u2013 ein kritischer Faktor f\u00fcr die Gesamteffizienz. Erg\u00e4nzend dazu kann ein innovatives, modulares Filtersystem f\u00fcr eine sichere und wartungsarme Entsorgung von Ru\u00df und Filterr\u00fcckst\u00e4nden sorgen. \u201eKonventionelle Filterelemente m\u00fcssen h\u00e4ufig gewechselt werden und stellen durch metallische R\u00fcckst\u00e4nde ein Sicherheitsrisiko dar. Das neuartige Filtersystem verl\u00e4ngert nicht nur die Wartungsintervalle, sondern sorgt auch f\u00fcr ein sicheres Handling dieser Nebenprodukte\u201c, erkl\u00e4rt Buscher.<\/p>\n\n\n\n Die konsequente Trennung von Prozessmodulen und dem Systemkern optimiert zudem die Wartungsprozesse. Einzelne Komponenten wie Optiken, Strahlquellen oder Steuerungseinheiten sind separat zug\u00e4nglich und k\u00f6nnen bei Bedarf gezielt ausgetauscht werden. Dies spart wertvolle Zeit, verringert die Komplexit\u00e4t der Instandhaltung und tr\u00e4gt ma\u00dfgeblich zur Steigerung der Gesamtanlageneffektivit\u00e4t im LPBF-Betrieb bei.<\/p>\n\n\n\n Ein weiterer Hebel zur Produktivit\u00e4tssteigerung ist eine flexible Laserarchitektur der AconityX<\/em><\/strong>. Je nach spezifischer Anwendung lassen sich bis zu sechs Hochleistungslaser mit einer Leistung von jeweils bis zu 4 kW kombinieren. Ein internes Projekt hat zudem belegt, dass der Austausch eines Standardlasers durch eine leistungsst\u00e4rkere Variante nicht nur die Fertigungszeit um 40 Prozent reduzierte, sondern auch die Produktion von zus\u00e4tzlich 1.300 L-PBF-Bauteilen pro Jahr bei gleichbleibenden Gesamtkosten erm\u00f6glichte. \u201eDiese Leistungsdichte mit nur einem Laser steigert die Effizienz erheblich und reduziert zugleich das Ausfallrisiko, das bei Maschinen mit mehreren parallel arbeitenden Lasern deutlich h\u00f6her ist\u201c, so Buscher.<\/p>\n\n\n\n Die skalierbare Architektur gew\u00e4hrleistet au\u00dferdem, dass sich Produktionsmaschinen wie die AconityX<\/em><\/strong> pr\u00e4zise an sich \u00e4ndernde Anforderungen anpassen lassen. Unternehmen k\u00f6nnen mit einer Basiskonfiguration beginnen und im laufenden Betrieb zus\u00e4tzliche Laserquellen, Heizmodule oder Monitoringsystemenachr\u00fcsten. Dies ist insbesondere f\u00fcr L-PBF-Fertiger mit Wachstumsperspektiven ein entscheidendes Merkmal, das die Wettbewerbsf\u00e4higkeit st\u00e4rkt.<\/p>\n\n\n\n Die F\u00e4higkeit, auch individuelle Anforderungen aus unterschiedlichsten Branchen zu erf\u00fcllen, wird bei der AconityX<\/em><\/strong> durch variable Strahlprofile und spezifische Prozesskammern erm\u00f6glicht. So k\u00f6nnen Materialien wie Kupfer, Stahl oder Aluminium kontaminationsfrei in dedizierten Kammern verarbeitet werden, ohne die Notwendigkeit, zus\u00e4tzliche L-PBF-Maschinen parallel vorhalten und betreiben zu m\u00fcssen. Das sogenannte Ultra-Fast-Purging der AconityX<\/em><\/strong> tr\u00e4gt zus\u00e4tzlich zur Optimierung bei, indem eine schnelle Inertisierung der Kammer Nebenzeiten weiter minimiert. Des Weiteren macht die M\u00f6glichkeit, sowohl validierte Standardparameter als auch kundenspezifisch angepasste Prozessf\u00fchrungen zu hinterlegen und automatisiert abzurufen, Materialwechsel nicht nur sicherer, sondern auch effizienter. Ein integriertes User-Management in Verbindung mit der RFID-basierten Identifikation der Prozesskammern gew\u00e4hrleistet, dass stets die korrekten Parameter verwendet werden. Dies schafft besonders in Applikationsfeldern, die durch unterschiedliche Materialien und hohe Anforderungen an die Prozessdokumentation gepr\u00e4gt sind, einen klaren Wettbewerbsvorteil.<\/p>\n\n\n\n Nicht zuletzt werden die eingesetzten L\u00f6sungen auch schlicht durch die physischen Produktionsbedingungen herausgefordert. Buscher unterstreicht daher die fundamentale Bedeutung eines robusten Maschinendesigns: \u201eIndustrielle Umgebungen sind alles andere als steril oder rein. Hohe Temperaturen, Staub oder Vibrationen geh\u00f6ren zum Alltag. Deshalb sollte eine LPBF-Fertigungsmaschine bewusst robust aufgebaut sein, was z.B. durch gekapselte Optiken und ein stabiles Thermomanagement erzielt werden kann.\u201c<\/p>\n\n\n\n Eine intuitive Bedienbarkeit ist ebenso unerl\u00e4sslich. Das Bedienpanel ist \u00fcbersichtlich gestaltet, sodass wichtige Prozessdaten auf einen Blick erfasst werden k\u00f6nnen und zentrale Wartungspunkte ergonomisch zug\u00e4nglich sind. Die nahtlose Integration in bestehende Produktionslinien, beispielsweise \u00fcber standardisierte Schnittstellen zur Automatisierungstechnik, muss ebenso gegeben sein.<\/p>\n\n\n\n Neben der Hardware spielt die Software eine entscheidende Rolle f\u00fcr die Prozessstabilit\u00e4t von LPBF-Fertigungsverfahren. Bei Nutzung bspw. der AconityX<\/em><\/strong> lassen sich mit AconitySTUDIO<\/em><\/strong> sowie mit integrierten Monitoring-L\u00f6sungen wie AconityANALYZE<\/em><\/strong> s\u00e4mtliche Prozessparameter l\u00fcckenlos erfassen, speichern und visualisieren \u2013 vom Sauerstoffgehalt \u00fcber Temperaturverl\u00e4ufe bis zur Str\u00f6mungsgeschwindigkeit des Prozessgases. Buscher verdeutlicht auch hier die Bedeutsamkeit: \u201eDiese Daten bilden die Grundlage f\u00fcr zertifizierte Prozesse in der Serienfertigung. Ohne Transparenz im Prozess keine Normenkonformit\u00e4t.\u201c Die gesammelten Informationen dienen sowohl der internen Qualit\u00e4tssicherung als auch externen Pr\u00fcfprozessen. Insbesondere in regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik sind sie ein unverzichtbarer Bestandteil der L-PBF-Fertigungsstrategie. Langfristig erm\u00f6glichen sie zudem den Aufbau digitaler Zwillinge zur vorausschauenden Prozessoptimierung.<\/p>\n\n\n\n Zudem tr\u00e4gt die schnelle Ermittlung anwendungsspezifischer Maschinenkonfigurationen ma\u00dfgeblich zur Effizienz von L-PBF Verfahren bei. Mit einem Tool wie bspw. dem Business Case Calculator lassen sich an der AconityX<\/em><\/strong> Anlagenauslegung und Produktionsplanung wirtschaftlich optimieren. \u201eBer\u00fccksichtigung finden darin Produktionsszenarien, Schichtmodelle und Bauteilgeometrien; auf deren Grundlage erfolgt eine pr\u00e4zise Berechnung, welche Kombination aus Lasern, Kammer und R\u00fcstzyklen den besten Output bringt\u201c, erl\u00e4utert Buscher.<\/p>\n\n\n\n Die zugrundeliegende Methodik kombiniert betriebswirtschaftliche Kennzahlen mit physikalischen Prozessparametern. Unternehmen erhalten somit durch eine fundierte Absch\u00e4tzung der Investitionskosten und eine belastbare Grundlage f\u00fcr ihre ROI-Kalkulation. In Kombination mit Erfahrungswerten aus dem laufenden Betrieb lassen sich auf dieser Basis auch Strategien f\u00fcr einen sp\u00e4teren Ausbau oder eine schrittweise Automatisierung im LPBF-Umfeld entwickeln.<\/p>\n\n\n\n Die Vorteile dieser ganzheitlichen Ans\u00e4tze zeigen sich bereits in diversen Industriezweigen. In der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Elektromobilit\u00e4t konnten bereits Best Practices f\u00fcr die Prozessoptimierung etabliert werden. Ein Beispiel ist die Fertigung von Hairpin-Wickelk\u00f6pfen f\u00fcr E-Motoren: Hier entf\u00e4llt durch die additive Fertigung die kostenintensive Herstellung individueller Werkzeuge, was insbesondere in der Prototypen- und Kleinserienfertigung die Effizienz erheblich steigert.<\/p>\n\n\n\n Ein weiteres Praxisbeispiel aus dem eigenen Maschinenpark von Aconity3D verdeutlicht das Potenzial: Der sogenannte Galvotr\u00e4ger \u2013 ein Aluminiumbauteil aus dem Strahlablenksystem der Maschinen \u2013 wurde additiv optimiert und erm\u00f6glicht heute durch den Einsatz einer neuen Laserquelle deutliche Zeiteinsparungen. \u201eEs muss somit Ziel und Ansporn sein, dass auch weitere Anwender von genau solchen Erfahrungswerten profitieren\u201c, so Buscher.<\/p>\n\n\n\n \u201eZun\u00e4chst m\u00fcssen Unternehmen aber \u00fcberhaupt erstmal einen nachhaltigen Einstieg in die additive Serienfertigung erhalten. Mit einem System, das mitw\u00e4chst und sich an neue Anforderungen anpassen l\u00e4sst, kann daf\u00fcr ein wichtiger Grundstein geschaffen werden\u201c, erkl\u00e4rt Buscher. Fertigende Unternehmen profitieren somit von Partnern entlang der gesamten additiven Prozesskette, die allerdings zus\u00e4tzlich auch auf Weiterbildung setzen sollten. Firmeneigene Akademien bieten Anwendern kostenfreien Zugang zu Videotrainings, Live-Sessions mit Partnerunternehmen und einer Vielzahl an Tutorials in digitaler Form.<\/p>\n\n\n\n Die Inhalte umfassen nicht nur technische Fragestellungen, sondern auch Best Practices aus der LPBF-Fertigung, Hinweise zur Prozessstabilisierung und Empfehlungen f\u00fcr die sichere Materialhandhabung. Damit wird ein niederschwelliger Einstieg erm\u00f6glicht \u2013 auch f\u00fcr Unternehmen, die bislang keine oder nur wenig Erfahrung mit additiven Verfahren haben.<\/p>\n\n\n\n Die Transformation der industriellen Serienfertigung durch additive L-PBF-Verfahren geht weit \u00fcber die reine Maschinenleistung hinaus. Entscheidende Erfolgsfaktoren sind heute Modularit\u00e4t, umfassende Prozessstabilit\u00e4t, sichere Handhabung und eine wirtschaftliche Skalierbarkeit. Moderne Anlagenkonzepte wie bspw. bei der AconityX<\/em><\/strong> bieten die notwendige Flexibilit\u00e4t, um auf dynamische Anforderungen zu reagieren und get\u00e4tigte Investitionen langfristig abzusichern. Unterst\u00fctzt durch l\u00fcckenloses Monitoring, intelligente Parameter- und Materialverwaltung sowie zug\u00e4ngliche digitale Schulungsangebote etabliert sich die additive Fertigung zunehmend als tragende S\u00e4ule zukunftsf\u00e4higer Produktionsstrategien. Unternehmen, die auf solche integrativen und fortschrittlichen L\u00f6sungen setzen, realisieren nicht nur signifikante Effizienzvorteile, sondern sichern sich auch eine technologische Vorreiterrolle in einem sich st\u00e4ndig entwickelnden Markt.<\/p>\n\n\n\n Autorin: Nadja M\u00fcller, Journalistin f\u00fcr WordfinderSkalierbare Laserpower: Produktivit\u00e4t neu definieren<\/h2>\n\n\n\n
Spezialisierung durch flexible Prozessmodule: Ma\u00dfgeschneiderte L\u00f6sungen<\/h2>\n\n\n\n
Robuste Konstruktion f\u00fcr den industriellen Alltag<\/h2>\n\n\n\n
Daten als Wertsch\u00f6pfer: Qualit\u00e4tssicherung und Optimierung<\/h2>\n\n\n\n
Wirtschaftlichkeit kalkulieren: Simulation f\u00fcr den Business Case<\/h2>\n\n\n\n
Praxisbeispiele: Branchen\u00fcbergreifende Erfolge<\/h2>\n\n\n\n
Wissenstransfer als Schl\u00fcssel zum Erfolg: Digitale Schulungskonzepte<\/h2>\n\n\n\n
Fazit<\/h2>\n\n\n\n
Jetzt Ihre AconityX<\/em><\/strong> konfigurieren: https:\/\/aconity3d.com\/de\/products\/aconity-x\/<\/a><\/p>\n\n\n\n