Aus Pulver werden Bauteile

Der Begriff Laser-Cusing, zusammengesetzt aus dem C von Concept Laser und dem englischen Fusing (komplett aufschmelzen), beschreibt die Technologie: Das Schmelzverfahren generiert Schicht für Schicht teils großvolumige Bauteile unter Verwendung von 3D-CAD-Daten. Dabei werden ausschließlich Originalmaterialien, keine Pulvergemische verarbeitet. Das Verfahren ermöglicht es, komplexe Bauteilgeometrien werkzeuglos zu fertigen und bei hoch komplizierten Formen im 3D-Bereich die Kühlkanäle konturnah anzubringen.

Generell ist die Kleinanlage Mlab cusing der Einstieg in die „Fliegengewichtsklasse“ des Laserschmelzens mit Metallen. Mit der Anlage der Concept Laser GmbH, Lichtenfels, lässt sich das Marktsegment für kleine filigrane Bauteile wirtschaftlich erschließen. Lunker, Ausschuss und hoher Nacharbeitsaufwand, wie sie beim Gießverfahren auftreten können, gehören der Vergangenheit an. Auch unter zeitlichen Gesichtspunkten ist das Metall-Laserschmelzen ein zeitgemäßes Verfahren: Im Gegensatz zum klassischen Gießverfahren bietet es den Vorteil, den vollautomatischen Fertigungsprozess jederzeit, auch nachts, ablaufen zu lassen.

Das Konzept der Mlab cusing eignet sich zur Herstellung von Bauteilen mit filigranen Strukturen, bei denen es auf hohe Oberflächenqualität und feinste Bauteilstrukturen ankommt. Die kompakte Anlage verfügt über Abmessungen mit 705 mm x 1833 mm x 955 mm (B x H x T). Der Clou ist laut Hersteller ein bedienfreundliches, ausziehbares Schubladensystem. Dieses beinhaltet sowohl die Baukammer mit Dosierkammer, als auch den Vorratsbehälter. Das Schubladensystem ist mit drei Bauraumvarianten (50 mm x 50 mm, 70 mm x 70 mm und 90 mm x 90 mm erhältlich. Die Bauraumhöhe beträgt immer 80 mm. Der Anwender kann die Schubladen leicht austauschen und bleibt so flexibel bei den Bauteilabmessungen. Weiterhin besteht die einfache Entnahmemöglichkeit der Schublade zur Werkstoffaufbewahrung. Der robuste Laser arbeitet mit einem Fokusdurchmesser von weniger als 25 µm, um höchste Oberflächenqualitäten und filigrane Bauteilstrukturen abzubilden.

Concept Laser startet die neue Mlab-Reihe mit den zertifizierten Werkstoffen Kobalt-Chrom-Legierung remanium star CL, Edelstahllegierung CL 20ES (1.4404) und 18 Karat Gelbgold. Die Titanlegierung rematitan CL, ein ebenfalls zertifizierter Werkstoff der Dentaurum-Gruppe, kündigt das Unternehmen noch für das laufende Jahr an.

Bei der Herstellung von Zahnersatz können die Stückkosten bereits ab einem Bedarf von 20 Einheiten pro Tag das Marktpreisniveau erreichen. Bei größeren Ausbringungsmengen verbessert sich die Kalkulation. Damit können höhere Durchlaufgeschwindigkeiten beim Anfertigen von Zahnersatz sichergestellt und ein hohes Qualitätsniveau bei geringerem Nacharbeitsaufwand realisiert werden, so Oliver Edelmann, Vertriebsleiter bei Concept Laser. Der generativ gefertigte Zahnersatz muss nur noch von der Bauplatte abgetrennt, die Stützgeometrie entfernt und nachgearbeitet werden. Erwähnenswert ist laut Edelmann noch die höhere Materialdichte, die für die hohen mechanischen Beanspruchungen bei Dentalanwendungen Vorteile gegenüber Gießteilen bietet. su

Beim Laser-Cusing wird feines pulverförmiges Metall durch einen hochenergetischen Faserlaser lokal aufgeschmolzen. Nach dem Erkalten verfestigt sich das Material. Die Bauteilkontur wird durch Ablenkung des Laserstrahls mittels einer Spiegelablenkeinheit (Scanner) erzeugt. Der Aufbau des Bauteils erfolgt unter Verwendung von 3D-CAD-Daten Schicht für Schicht (mit einer Schichtstärke von 20 bis 50 μm) durch Absenkung des Bauraumbodens, Neuauftrag von Pulver und erneutem Schmelzen. Die Besonderheit der Anlagen von Concept Laser ist eine stochastische Ansteuerung der Slice-Segmente (auch „Islands“ genannt), die sukzessive abgearbeitet werden. Das patentierte Verfahren sorgt für eine signifikante Reduktion von Spannungen im Bauteil. Für eine einteilige Herstellung steht ein maximaler Bauraum von 300 mm x 350 mm x 300 mm zur Verfügung.

Das Verfahren ermöglicht es, komplexe Bauteilgeometrien werkzeuglos zu fertigen, um Bauteile zu realisieren, die mit konventionellen Herstellmethoden nur sehr schwierig oder überhaupt nicht zu fertigen sind. Neben der Herstellung von Zahnersatz können Werkzeugeinsätze mit konturnaher Kühlung wie auch Direktbauteile für die Branchen Schmuck, Medizintechnik, Automotive, Luft- und Raumfahrt produziert werden. Dies gilt für Prototypen und Serienteile.