Kommentar
© SST
01.03.2021

EBOADD, das 3D-Metalldruckverfahren

Anzeige

EBOADD, das 3D-Metalldruckverfahren von Steigerwald Strahltechnik

Im Gespräch erläutert Dr. Michael Maaßen, Entwicklungschef des EB-Spezialisten EBOADD, das 3D-Metalldruckverfahren von Steigerwald Strahltechnik (SST).

Herr Dr. Maaßen, seit geraumer Zeit forciert Ihr Unternehmen eine neue, hochinnovative Technologie, das sogenannte EBOADD-Verfahren. Was verbirgt sich hinter EBOADD genau?

Dr. Michael Maaßen: „EBOADD, also „Electron Beam Additive Manufacturing“, ist ein von SST entwickeltes Verfahren das es ermöglicht, hochkomplexe metallische Werkstücke in nur einem Prozessschritt kostengünstig und flexibel herzustellen. Vereinfacht ausgedrückt ist EBOADD ein 3D-Metalldruckverfahren, bei dem metallische Bauteile aus Drahtwerkstoff, aber auch auf Pulverbasis, mit Hilfe der EB-Technologie schichtweise aufgebaut werden.

Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass sich so aus schweißbaren Werkstoffen unterschiedlichste Bauteile produzieren lassen, deren Fertigung mit konventioneller Metallbearbeitung extrem kostspielig und/oder zeitaufwendig ist. Die ist zum Beispiel bei der Herstellung von Einzelteilen der Fall, bei denen die Anschaffung eines neuen Werk-zeugsatzes notwendig, eine Investition aber aufgrund der geringen Stückzahl unrentabel wäre.

Also ist das Prinzip ähnlich dem eines 3D-Kunststoffdruckers?

„Das Grundprinzip schon, wenngleich sich die Verfahrentsechnik im Einzelnen natürlich stark voneinander unterscheidet. Beim EBOADD-Verfahren wird geschmolzenes Metall auf einer Grundplatte schichtweise aufgetragen. Die erste Schicht wird auf die Grundplatte geschweißt und die nachfolgenden werden dann darauf aufgebaut. Dabei wird die Metallsubstanz in Drahtform über ein Drahtvorschubgerät in die Schmelzzone gefördert und dann mit dem Elektronenstrahl aufgeschmolzen.

Das schichtweise Auftragen verläuft nach einer Trajektorie, also einem definierten Bewegungspfad, der die Außenkontur des Bauteils reproduziert. Bei Bedarf kann die aufgebaute Kontur natürlich auch mit Drahtwerkstoff gefüllt werden. Durch mehrere aufeinandergelegte Schichten wird das Bauteil in der Höhe aufgebaut.

Sollte ein so produziertes Werkstück eine weitere Maschinenbearbeitung benötigen, kann die erforderliche Bearbeitungszugabe leicht und präzise angepasst werden. Besonders bei der Verwendung von teuren Werkstoffen kann so die sogenannte „Buy-to-Fly-Ratio“, also das Verhältnis von eingesetztem Werkstoff und Materialverlust durch Bearbeitung, optimiert werden.“

Beim EBOADD-Verfahren wird geschmolzenes Metall auf einer Grundplatte schichtweise aufgetragen. - © SST
Beim EBOADD-Verfahren wird geschmolzenes Metall auf einer Grundplatte schichtweise aufgetragen. © SST

Welche Energiequelle kommt beim EBOADD-Verfahren zum Einsatz?

„Der Aufbau eines Werkstücks erfolgt in einer Elektronenstrahl-Kammermaschine von Steigerwald Strahltechnik. Als effiziente Energiequelle kommt ein Elektronenstrahl zum Einsatz, welcher durch eine leistungsstarke Generatoreneinheit der Baureihe EBOGEN generiert wird. Diese EB-Generatoren sind verfahrbar und ermöglichen Leistungsflussdichten bis über 107 W/cm2. Wie bereits angemerkt, schmilzt der Elektronenstrahl die Ausgangsmaterialien auf und ermöglicht den kontinuierlichen Aufbau. Da der gesamte Prozess im Vakuum durchgeführt wird, können neben anderen Vorteilen, mit diesem Verfahren sehr hohe Aufbaugeschwindigkeiten realisiert werden.“

Zum Einsatz kommen speziell für das EBOADD-Verfahren ausgestattete Elektronenstrahl-Kammermaschinen der Baureihe EBOCAM. - © SST
Zum Einsatz kommen speziell für das EBOADD-Verfahren ausgestattete Elektronenstrahl-Kammermaschinen der Baureihe EBOCAM. © SST

Herr Dr. Maaßen, Sie erwähnten bereits, dass der eigentliche Prozess in einer Elektronenstrahl-Kammermaschine von Steigerwald Strahltechnik ausgeführt wird. Wie sieht es mit der Flexibilität bezüglich der Werkstückgrößen aus?

„Zum Einsatz kommen speziell für das EBOADD-Verfahren ausgestattete Elektronenstrahl-Kammermaschinen der Baureihe EBOCAM. Dieser Maschinentyp ist bezüglich der möglichen Kammergrößen sehr flexibel. So eignet sich zum Beispiel eine EBOCAM-Großkammermaschinen mit einem Kammervolumen von 50m3 hervorragend für die EBOADD-Fertigung von großvolumigen Bauteilen.“

Lassen Sie uns über die Anwendungsgebiete sprechen. Wo sehen Sie diese und in welchen Branchen?

Die Hauptanwendungsgebiete haben wir in Branchen identifiziert, die hochtechnologisch orientiert sind. Also Unternehmen oder Institutionen die sich innovativ und zukunftsorientiert mit neuen Schlüsseltechnologien beschäftigen. Hier ist man besonders daran interessiert, die Technologien, Anwendungen und Produkte möglichst schnell zur Serienreife zu bringen. Deshalb geht es immer wieder um die Konstruktion von Prototypen sowie Klein- und Kleinstserien.

In Branchen wie zum Beispiel der Luft- und Raumfahrt, E-Mobility, bei den Erneuerbaren Energien oder auch im klassischen Maschinen- und Anlagenbau sorgt daher die additive Fertigung EBOADD für minimalste Entwicklungszeiten, da Innovationen schneller getestet, verbessert und zur Serienreife gebracht werden können. Mit dem EBOADD-Verfahren verfügen Anwender über optimale Designflexibilität – neue Materialkombinationen mit neuen integrierten Funktionen sind genauso möglich wie die Optimierung von Werkstoffeigenschaften.

Bei Neu- und Weiterentwicklungen spielen die Faktoren Zeit- und Kostenreduktion eine erhebliche Rolle. Auch hier kann EBOADD positiv auf den Gesamtprozess einwirken: Auf der einen Seite durch den Wegfall teurer Werkzeuge und einer sehr guten Buy-to-Fly-Ratio und auf der an-deren Seite durch sehr kurze Vorlaufzeiten aufgrund der direkten Da-tenverarbeitung aus den CAD-Anwendungen des Kunden – so wird echtes Prototyping On-Demand möglich!“

(Quelle: Steigerwald Strahltechnik GmbH)

Schlagworte

3D-DruckAdditive FertigungElektronenstrahltechnologienSchweißenSchweißtechnik

Verwandte Artikel

Digitales Monitoring Spot-in-Spot-Applikation .
23.09.2021

Digitalisierte Multi-Spot-Lösungen  für Laserstrahlschweißen und -löten

Laserline stellt eine neue Entwicklungsstufe seiner Digital Laser Solutions für Industrie 4.0-Prozessarchitekturen vor.

Digitalisierung Fügetechnik Industrie 4.0 Laserstrahllöten Laserstrahlschweißen Löten Schweißen
Mehr erfahren
22.09.2021

Prima Poster: Schutz des Lichtbogenschweißers

Handschweißer benötigen eine persönliche Schutzausrüstung. Ein neues Poster gibt eine Übersicht über die in verschiedenen Arbeitssituationen erforderlichen Ausrüstungsge...

Arbeitsschutz Gesundheitsschutz Persönliche Schutzausrüstung PSA Schweißtechnik
Mehr erfahren
Bei der Preisverleihung waren die Familie Szczesny und der Vorstand in beeindruckender Stärke zugegen, um die Preisträger zu würdigen.
22.09.2021

Auszeichnung für Michael und Bernd (posthum) Szczesny

Die unabhängige Jury des German Brand Awards hat EWM als einen der Gewinner in der Kategorie „Excellent Brands – Industry, Machines & Engineering“ ausgezeichnet.

Lichtbogenschweißen Schweißtechnik
Mehr erfahren
DVS Group
22.09.2021

DVS-Studie „Fügetechnik für die Wasserstoffökonomie“

Als Energieträger ist Wasserstoff in aller Munde. Auch die DVS Forschung hat sich im Hinblick auf die Bedeutung für die Fügetechnik mit dem Thema beschäftigt und eine Stu...

Forschung Fügetechnik Schweißtechnik Wasserstoff
Mehr erfahren
20.09.2021

DVS CONGRESS + EXPO: gefragte Live-Plattform für persönlichen Austausch und fachliche Information

Der DVS-Verband und die Messe Essen ziehen ein positives Fazit zum „DVS CONGRESS + EXPO powered by SCHWEISSEN & SCHNEIDEN“.

Additive Fertigung Beschichten DVS CONGRESS Fügen Fügetechnik Robotik SCHWEISSEN & SCHNEIDEN Schweißtechnik Stahlbau Trennen
Mehr erfahren