EOS M300: Produktionszelle für die industrielle additive Fertigung

Auf der formnext demonstrierte EOS das Zusammenspiel seiner Soft- und Hardwarelösungen anhand einer Produktionseinheit für den industriellen 3D-Druck mit Metallwerkstoffen. Basis der Zelle ist der neue 3D-Drucker EOS M300-4. Um diesen herum integriert und verbindet die Zelle die wesentlichen Lösungen für einen optimalen Teile- und Datenfluss über alle Produktionsschritte hinweg – von der Konstruktion über den AM-Bauprozess bis zur Qualitätssicherung. Damit erfüllt EOS die hohen Anforderungen an eine AM-Serienproduktion und liefert Unternehmen alle Lösungen aus einer Hand.

EOS M300-4

Die neue EOS M300-4 ist die Basis einer industriellen additiven Fertigungszelle (alle Bilder: EOS)

Bereits vor dem AM-Bauvorgang simuliert die Software Amphyon von Additive Works den Bauprozess und kann so Problembereiche des zu fertigenden Bauteils frühzeitig erkennen und lösen. Das intuitive, offene und produktive CAM-Tool EOSprint 2 ermöglicht die Optimierung von Bauteil-CAD-Daten für EOS-Systeme. Durch beide Lösungen können Anwender ihre Teiledaten effektiv für den Bauprozess vorbereiten. Ein weiterer Vorteil: Die Algorithmen von EOSprint 2 können direkt in führende CAD-Systeme integriert werden. Das erlaubt einen unterbrechungsfreien und eng verzahnten Arbeitsfluss in einer konsistenten Software-Umgebung.

Den Kern der gezeigten Produktionseinheit bildet die EOS M 300-4, das neueste System für die digitale, industrielle additive Fertigung von Metallmaterialien. Die M 300-4 erweitert das Portfolio bewährter Systeme für das Direkte Metall-Laser-Sintern (DMLS), zu denen auch die überaus erfolgreiche EOS M 290 gehört. Die EOS M 300 Serie ist eine automatisierbare und zukunftssichere Plattform, die konfigurierbar, skalierbar und sicher ist. Mit einem Bauvolumen von 300 x 300 x 400 mm ist das System in verschiedenen Fertigungsbereichen einsetzbar, so etwa in der Luft- und Raumfahrt, im Industrie- und Medizinbereich, im Werkzeugbau und im Automobilbereich.

Flexible und automatisierte Produktion

Für eine erhöhte Flexibilität in der Produktion und Automatisierung können Kunden – abhängig von der Systemkonfiguration – zwischen verschiedenen Lösungen wählen: ein, zwei oder vier Laser, unterschiedliche Laserleistungen (400 oder 1.000 Watt), fester oder variabler Fokus, verschiedene Arten von Beschichtern, neue und erweiterte Belichtungsstrategien, manuelles oder automatisiertes Bauteil-Handling, verschiedene Monitoring-Optionen zur Überwachung des Bauprozesses und drei verschiedene Spannsysteme (3R, Delphin, Erowa). Kunden können zudem zwischen zwei Pulverdosiersystemen für komplette Baujobs ohne Nachzufüllen wählen: eine Befüllung von unten, wodurch man unabhängig von der Korngrößenverteilung des Werkstoffes ist; und eine automatisierte Befüllung von oben, über die ein geschlossener Kreislauf sichergestellt werden kann.

Das System ist mit dem sogenannten ‚Shared-Modules‘-Konzept von EOS kompatibel. Manuelle oder automatisierte Peripheriemodule und Transportlogistik sorgen hierbei für eine effiziente Versorgung gleich mehrerer Metallsysteme. Damit lassen sich sämtliche Rüst-, Auspack-, Förder- und Siebtätigkeiten unabhängig vom und parallel zum Bauprozess durchführen.

Die EOS M 300-4 mit vier Lasern wird künftig verschiedene Kombinationen von Laserleistungen anbieten – von 4 x 400 Watt Laserleistung über eine Kombination von 2 x 400 und 2 x 1.000 bis hin zu 4 x 1.000 Watt Laserleistung. Das System bietet zudem eine Vollfeldüberlapp mit vier Scannern, so dass die Laser alle Stellen auf der Bauplattform erreichen können und damit eine flexible Bauteilorientierung ermöglichen. Im Vergleich zur EOS M 290 ermöglicht die M 300-4 eine Steigerung der Produktivität um das 4- bis 10-Fache und somit erheblich geringere Stückkosten.

EOS M300-4: Wiederholbare Teilequalität im Fokus

Die neue Plattform erfüllt die höchsten Anforderungen heutiger und zukünftiger Fertigungsumgebungen an Effizienz und Skalierbarkeit. Gleichzeitig steigert das Systemdesign die Zuverlässigkeit und Qualität der Bauteile. Der robuste Gussrahmen ermöglicht den täglichen 24-Stunden-Einsatz des Systems. Dank des integrierten Dauerfiltersystems muss das System nicht für regelmäßige Filterwechsel geöffnet werden. Die Reinigung des neuen Dauer-Umluftfilters erfolgt automatisch, die Filterrückstände werden in einem Behälter gesammelt. So können umfangreichere Baujobs unterbrechungsfrei abgewickelt werden. Gleichzeitig können bei dieser Systemreihe Baujobs automatisch gestartet werden. Je nach Kundenanforderung bietet sie im Hinblick auf strenge Arbeitsschutznormen auch Lösungen ohne Pulverkontakt.

Einbinden in Fertigungsprozesse

Mit der entsprechenden Monitoring- und Connexctivity-Software lässt sich die EOS M300-4 überwachen und in bestehende Fertigungsprozesse einbinden.

Die EOS M300-4 ist mit der kompletten EOstate Monitoring-Suite zur Echtzeitüberwachung für den industriellen 3D-Druck ausgerüstet. Die Suite umfasst vier verschiedene Monitoring-Module (System und Laser, PowderBed, MeltPool sowie Exposure OT), mit denen Anwender produktions- und qualitätsrelevante Daten erfassen können. Diese Grundlage zur Qualitätssicherung schon während des Bauprozesses ist insbesondere im Serienumfeld höchst relevant, da hier wiederholbare Bauteilqualitäten unabdingbar sind.

Um die additive Fertigung vollständig in industrielle Produktionsumgebungen zu integrieren, kann die Produktionszelle durch EOSconnect mit offener OPC/UA-Schnittstelle mit vorhandenen MES/ERP-Anwendungen verbunden werden. Auch neue digitale Marktplätze und IoT-Plattformen werden unterstützt. So sind alle gewonnenen Maschinen- und Produktionsdaten in Echtzeit nutzbar und die Basis für eine digitale Fabrik gegeben. Als erstes Element der EOSconnect Software-Suite ist seit kurzem EOSconnect Core verfügbar. Weitere Module sind in Entwicklung.

„Mit dem modularen Aufbau und dem skalierbaren, flexiblen Konzept ist das neue System für die hohen Anforderungen der Kunden an die Additive Fertigung im Produktionsumfeld ausgelegt. Unser Hauptaugenmerk haben wir auf Produktivitätssteigerungen und die Senkung der Stückkosten gelegt. Das System ist ausgelegt auf Automatisierung und eine (Software-) Integration in bestehende und künftige Fertigungsumgebungen“, sagt Dr. Tobias Abeln, Geschäftsführer Technik und Entwicklung (CTO) bei EOS. „Die EOS M 300-Serie bietet nicht nur Industriequalität, sondern gleichzeitig auch einen integrierten Daten-, Pulver- und Teilefluss zur einfachen Integration in Fertigungsanlagen. Damit bringen wir diese Technologie in die intelligente Fabrik“, so Abeln.

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