Auch dieses Jahr ist Solukon wieder auf der US-Messe Rapid + TCT vertreten – dieses Jahr in Los Angeles, Kalifornien. Lesen Sie hier, was die Besucher auf Stand 2161 erwartet.
Erweitertes Entpulverungssystem SFM-AT350
Dank einer angepassten Armkonstruktion kann die SFM-AT350/-E jetzt bis zu 100 kg schwere Bauteile sowie Platten der Flaggschiff-Drucker EOS M 400 und Nikon SLM® 500 aufnehmen. Am Messestand haben Sie außerdem die Möglichkeit, sich die E-Version der SFM-AT350 genauer anzuschauen: das erste und einzige Entpulverungssytem mit Ultraschallanregung zur Reinigung besonders filigraner Strukturen.
Was ist noch zu sehen?
Neben der SFM-AT350/-E stellt Solukon die SFM-AT1000-S aus. Mit einem Bauteilmaximalgewicht von 800 kg und einer flexible Front-Dach-Beladung ist es DAS Entpulverungssystem für die Luft- und Raumfahrt.
SPR-Pathfinder®-Software Rabattaktion
Mit der neuen Version der einzigartigen SPR-Pathfinder® Software gibt es einige neue Features wie eine Vorsimulation der Entpulverung oder eine optionale Vorreinigung.
Wir feiern die neue Version mit einer exklusiven Rabattaktion für unsere SPR-Pathfinder® Software.
Näheres erfahren Sie in einem separaten Mailing oder direkt auf unserem Stand 2161
Bis bald in Los Angeles, Kalifornien, Heimat vieler Raumfahrtunternehmen und unserer Mission Patches!
Das führende internationale Luft- und Raumfahrtunternehmen MT Aerospace investiert mit einer Solukon SFM-AT800-S in die intelligente und automatisierte Nachbearbeitung 3D-gedruckter Bauteile.
Seit 2017 hat MT Aerospace, ein OHB-Unternehmen, an seinem Hauptsitz in Augsburg bereits einen Geschäftsbereich Additive Fertigung und stellt hochkomplexe Bauteile für die Luft- und Raumfahrt und weitere führende Branchen her. Dabei berät MT Aerospace seine Kunden entlang der gesamten Wertschöpfungskette: von der Entwicklung über die Fertigung bis zur Endbearbeitung, Montage und Qualifizierung.
Höchste Präzision in Produktion und Postprocessing
Steigende Anforderungen an die Produktion haben u.a. zur Entscheidung pro Solukon als Partner für das automatisierte Entpulvern geführt: „Wir haben es bei der Produktion von Serienteilen für die Luft- und Raumfahrt z.T. mit Toleranzen von wenigen µ zu tun. Logischerweise ist auch bei der Nachbearbeitung dieser hochkomplexen Bauteile höchste Präzision gefragt“, sagt Markus Axtner, Senior Vice President und Head Program Additive Manufacturing bei MT Aerospace.
Mit der Solukon SFM-AT800-S hat MT Aerospace das Flaggschiff unter den Entpulverungslösungen erworben. Mit ihr lassen sich komplexeste Bauteile mit maximalen Abmessungen von 600 x 600 x 600 mm (alternativ: 800 x 400 x 550 mm) mit einem Maximalgewicht von 300 kg voll automatisch und effizient von Pulver befreien. Das Postprocessing System basiert auf der einzigartigen Solukon Smart Powder Recuperation Technologie SPR®. Das optionale Digital-Factory-Tool, ein Sensor und Schnittstellenkit macht zudem den gesamten Entpulverungsvorgang transparent, indem es alle relevanten Entpulverungsdaten trackt und in einem Protokoll zusammenfasst.
Die SFM-AT800-S ist außerdem mit der einzigartigen SPR-Pathfinder® Software kompatibel. Mit ihr lassen sich für jedes Bauteil individuelle Bewegungsmuster automatisch anhand der CAD-Datei des Bauteils berechnen. Warum dies ein entscheidender Faktor beim Entpulvern von Serienaufträgen ist, erklärt Markus Axtner in folgendem Video.
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Solukon erweitert das Entpulverungssystem SFM-AT350
Ab sofort kann die SFM-AT350/-E mit angepasster Armkonstruktion bis zu 100 kg schwere Bauteile sowie Platten der Flaggschiff-Drucker EOS M 400 und Nikon SLM® 500 aufnehmen.
Ab sofort kann die SFM-AT350/-E mit angepasster Armkonstruktion bis zu 100 kg schwere Bauteile sowie Platten der Flaggschiff-Drucker EOS M 400 und Nikon SLM® 500 aufnehmen. Auf der Rapid + TCT in Los Angeles ist die erweiterte Entpulverungsanlage erstmals live zu sehen.
Abgesehen von Bauteilen für den medizinischen Bereich, die eher klein und gedrungen sind und häufig Schwammstrukturen aufweisen, lässt sich im Bauteil-Segment der Mittelgröße feststellen: Das Gesamtgewicht von LPBF-Bauteilen ist gestiegen. Dies liegt u.a. daran, dass die Bauteile zumeist auf massiven Bauplatten und z.T. mit einer Vielzahl an komplexen Stützstrukturen gefertigt werden. Als unmittelbar auf den Druck folgender Prozess muss die Entpulverung mitwachsen. Deshalb erweitert Solukon sein marktführendes EntpulverungssystemSFM-AT350.
Künftig kann die SFM-AT350 Bauteile mit einem Gesamtgewicht von bis zu 100 kg mit den Maßen 400 x 400 x 400oder 500 x 280 x 400 mm aufnehmen. Bisher war die SFM-AT350 nur für Bauteile bis 60 Kilogramm ausgelegt sowie mit maximal 350 mm auf der x-Achse großen Bauteile kompatibel. Die Auflastung erfolgt ausschließlich durch eine angepasste Armkonstruktion, d.h. das Kammervolumen und der damit zusammenhängende Inertgasverbrauch bleiben gleich. Mit der Erweiterung erhöht Solukon außerdem die Kompatibilität seines Systems. „Viele unserer Kunden und Interessenten drucken ihre mittelgroßen Bauteile auf einer M 400 von EOS oder einer Nikon SLM® 500. Die erweiterte SFM-AT350 ist jetzt auch mit diesen beiden Druckern kompatibel und deckt damit zwei weitere wichtige additive Fertigungssysteme in dieser Größe ab“, sagt Andreas Hartmann, CEO/CTO von Solukon. Kunden mit größeren, hochkomplexen Bauteilen, wie im Aerospace oder Medizinbereich bietet die neue Ausführung der SFM-AT350 ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis. Für Bauteile oben genannter Abmessungen mit mehr als 100 Kilogramm Gewicht ist weiterhin das nächstgrößere Entpulverungssystem SFM-AT800-S das geeignete Peripheriegerät.
SFM-AT350: Das meistverkaufte Entpulverungssystem für die Mittelklasse
Seit seiner Vorstellung im Oktober 2021 hat sich die SFM-AT350 von Solukon als das System für mittelgroße Bauteile weltweit am Markt etabliert und ist aktuell in 17 Ländern im Einsatz.
Ein kompakter Aufbau in Kombination mit großer Bewegungsfreiheit sowie einzigartige digitale Features zeichnen das System aus. Mit der SPR-Pathfinder® Software kann der ideale Bewegungsablauf automatisch anhand der CAD-Datei des Bauteils vorausberechnet werden, sodass kein Programmieraufwand für die SFM-AT350 anfällt. Für maximale Transparenz sorgt das optionale Digital-Factory-Tool (DFT), ein Sensor- und Schnittstellenkit, das alle wichtigen Daten zum Entpulverungsvorgang trackt und in einem Protokoll zusammenfasst.
„Diese intelligenten Features sind inzwischen auch im mittelgroßen Bauteilsegment ein Muss, weil auch hier die Bauteile samt Supportstrukturen immer komplexer werden. Wir sind froh, dass wir mit dem DFT und der SPR-Pathfinder® Software so früh zwei ausgereifte digitale Tools auf den Markt gebracht haben und wieder unsere Innovationskraft beweisen konnten. Ziel der neuesten Erweiterung ist es, Anwendern mit größeren Bauteilen bis 100kg eine kostenoptimierte Lösung ohne Einschränkungen in der Funktionalität zu bieten. Kein anderes System bietet in diesem Segment so viele Ausstattungsmöglichkeiten und Funktionalität und schließt bei dem wachsendem Preisdruck im Dienstleistungsbereich eine wichtige Lücke“, sagt Andreas Hartmann, CEO/CTO von Solukon.
Zwei Anregungsoptionen am Markt
Seit Oktober 2023 ist die SFM-AT350 zudem in zwei Anregungsvarianten erhältlich. Die SFM-AT350 verfügt über eine pneumatische Schwingungsanregung, welche optional mit einem Klopfer erweitert werden kann. Alternativ ist die SFM-AT350-E mit piezoelektrischer Anregungsform verfügbar, die das Bauteil besonders schonend durch sehr hohe und selbstregelnde Vibration im Ultraschallbereich reinigt.
Upgrade ab sofort verfügbar und auf der Rapid + TCT 2024 zu sehen
Die Erweiterung sowie das erhöhte zulässige Gesamtgewicht des Bauteils gilt ab sofort für beide Varianten der SFM-AT350. Auf der Rapid 2024 in Los Angeles ist die erweiterte SFM-AT350-E live am Solukon Stand 2161 zu sehen. Zum ersten Mal wird Solukon die Variante mit Ultraschallanregung dem US-amerikanischen Markt präsentieren. Das Solukon-Team freut sich auf Ihren Besuch.
Weitere Highlights am Solukon-Stand 2161
Da die diesjährige Rapid + TCT in Los Angeles und damit im Gebiet der Top-Raumfahrtunternehmen stattfindet, stellt Solukon auch das Entpulverungssystem für besonders große Raketenteile aus, die SFM-AT1000-S mit flexibler Front-Dach-Beladung. Für die einzigartige SPR-Pathfinder® Software wird es zudem eine Rabattaktion für Bestands- und Neukunden geben. Weitere Informationen folgen in Kürze.
Anwenderbericht von 3D ADEPT MEDIA untersucht die neue selbstregelnde Ultraschallanregung in der SFM-AT350-E.
Die automatisierte Entpulverung is nach wie vor die Kernkompetenz von Solukon. Für diesen Artikel wurde ein Entpulverungstest auf dem neuesten System des Unternehmens – der SFM-AT350-E für mittelgroße Teile bis zu 60 kg – in Zusammenarbeit mit dem Swiss m4m Center durchgeführt, einem Technologietransferzentrum, das AM für die Medizin- und Dentalindustrie einsetzt.
Einblicke in einen Entpulverungstest 3D-gedruckter Medizinteile
Ist die grundsätzliche Entscheidung gefallen, ein automatisiertes Entpulverungssystem für (medizinische) 3D-Druck-Teile zu beschaffen, kann der nächste Schritt ziemlich stressig sein: die richtige Maschine zu kaufen, die die Sicherheit Ihrer Produkte und Ihres Personals gewährleistet, das Risiko von Produktfehlern verringert und vor allem den Industrienormen entspricht. Aus diesem Grund haben wir in einem anderen Artikel die technischen Merkmale erörtert, die ein automatisches Pulverentfernungssystem aufweisen muss. Je weiter der Markt voranschreitet, desto mehr neue Funktionen werden entwickelt und desto komplexer und strenger werden die Anforderungen der Kunden. An diesem Punkt kann eine ganzheitliche Analyse in From eines umfassenden Entpulverungstests bei der Entscheidungsfindung helfen und die Eignung des Systems für den Einsatz in einer bestimmten Branche oder für eine bestimmte Anwendung bestätigen. Um zu verstehen, wie ein solcher Test durchgeführt wird, haben wir die Solukon Maschinenbau GmbH um etwas Ungewöhnliches gebeten: Einblicke in einen Entpulverungstest zu geben, der für einen ihrer Kunden aus der Medizin- und Gesundheitsindustrie durchgeführt wurde.
Die brandneue SFM-AT350-E und Details des Use Case
Entwickelt für die Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile, ist die SFM-At350-E eine spezielle Version der SFM-AT350. Vorgestellt auf der letztjährigen Formnext 2023 beinhaltet die Maschine drei zentrale Neuheiten: Kompatibilität mit der intelligenten Entpulverungssoftware SPR-Pathfinder®, ein erweitertes Digital-Factory-Tool sowie die piezoelektrische Anregung. Während die SPR-Pathfinder® Software und das Digital-Factory-Tool als Add-On auch für die Standard SFM-AT350 verfügbar sind, handelt es sich bei der piezoelektrischen Anregung um ein spezielles und neuartiges Feature. Dabei setzt die Anregung unmittelbar am Drehteller des automatisierten Entpulverungssytems an, sodass das Bauteil mühelos und präzise in die optimale Schwingungslage versetzt werden kann. Die ultrahohen Frequenzen der elektrischen Anregung liegen dabei deutlich über der schädlichen Eigenfrequenz des Bauteils. Indem sich die Frequenz ständig selbst kontrolliert und regelt, werden ein Aufschwingen und damit die Bauteilbeschädigungen vermieden. Im Test wurden verschiedene medizinische Anwendungen entpulvert, die von Swiss m4m zur Verfügung gestellt wurden: Hüftpfannen, Wirbelsäuleneinsätze und medizinische Werkzeuge. „Hüftpfannen sind eine typische Applikation. Die charakteristischen Gitterstrukturen ermöglichen das Einwachsen ins Gewebe. Ebenso typisch sind die Wirbelsäuleneinsätze zur Versteifung der Wirbelsäule (z.B. bei Bandscheibenvorfällen). Die Werkzeuge sind Prototypen für das Testen im Nassraum, deren komplexe Stützstrukturen am schwierigsten zu entpulvern sind“, sagt Marco Flury, Project Manager bei Swiss m4m. Der durchgeführte Entpulverungstest liefert Erkenntnisse zur Entpulverung dieser Anwendungen sowie zur Wirksamkeit der piezoelektrischen Anregung.
Die SFM-AT350-E mit piezoelektrischer Anregung.
Der Entpulverungstest: 6 Schritte
Laut Hemank Raj, Prozessentwicklungsingenieur bei Solukon, erfolgt bei einem Entpulverungstest zunächst eine Analyse der Maschinen- und Bauteildaten. Dann erfolgt die visuelle Kontrolle vor der Renigung, die Durchführung des Reinigungsvorgangs, die Bewertung der Reinigungsergebnisse und die visuelle Kontrolle nach der Entpulverung.
1. Bezüglich der Konfiguration des Entpulverungssystems ist es wichtig zu beachten, dass es sich bei der verwendeten Bauteillegierung um ein nicht-reaktives Material handeln. Demnach wurde in einer nicht-inerten Atmosphäre entpulvert.
2. Detaillierte Bauteilinformationen zur Verfügung gestellt von Swiss m4m:
Bauteilabmessungen
Ø60mm Hüftpfannen mit Gitterstrukturen (0.3-0.9 mm Porengröße)
23 x10 x10 mm Wirbelsäuleneinsätze (0.3-0.9 mm Porengröße)
Die größten Bauteile sind medizinische Werkzeuge mit ca. 70 mm Höhe (Z-Achse) mit komplexen, verworrenen Stützstrukturen (kleinster Durchmesser <1 mm).
Bauplatte
Runde Bauplatte; TruPrint 2000
Durchmesser 204 mm
Dicke 23 mm
Gewicht inkl. Bauplatte
Ca. 13 kg
Material
Edelstahl 17-4 PH
Die Bereiche, die am schwierigsten zu entpulvern sind, sind oben aufgeführt.
3. Die Sichtkontrolle ergab, dass es keine sichtbaren Schäden und keine Pulverklumpen auf der Bauplatte gab, was bedeutet, dass das Material keine Feuchtigkeit aufgenommen hat. Die innenliegenden Geometrien der Teile schienen vollständig mit Pulver gefüllt zu sein.
4. Für die Reinigung wurde die Bauplatte auf der Schwenkvorrichtung mit vier Klemmen fixiert. Der gesamte Reinigungsvorgang dauerte 17,5 Minuten und umfasste das Bauteilladen, die Reinigung im Automatikmodus, das Abblasen mit Druckluft, die Bauteilüberprügung und die -entnahme. Der Ablauf des piezoelektrischen Entpulverungsvorgangs ist damit identisch zur konventionellen Entpulverung mit pneumatischer Anregung. Raj betont andere zentrale Vorteile „Da sich die Anregungsfrequenz stetig selbst regelt, müssen Anwender selbst keine Anwendungsfrequenzen mehr festlegen. Zudem betrug die Maximallautstärke des Entpulverungsvorgangs nur 53,6 dB (zum Vergleich: Normales Gespräch = 60 dB), was sehr leise ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass wir einen minimalen Inertgasverbrauch haben.“
Wie oben beschreiben, zeigte der Test, dass die piezoelektrische Anregung das Bauteil in ultrahoher Frequenz anregt. Laut Raj ist die Beschleunigung enorm, die Amplitude aber gleichzeitig minimal. Durch die Beschleunigung bei dieser Frequenz verliert das Pulver die Haftung (quasi wortwörtlich den Boden unter den Füßen) und rutscht von der Oberfläche. Der Test zeigt zudem, dass die SFM-AT350-E das ideale Entpulverungssystem für empfindliche und grafile Strukturen ist. „Mit dem Digital-Factory-Tool haben wir außerdem Zugriff auf alle relevanten Entpulverungsdaten (z.B. Temperatur in der Kammer, Luftfeuchtigkeit und alle kundenspezifischen Voreinstellungen – das ist enorm wichtig für datenintensive Branchen wie die Medizintechnik“, fügt Raj hinzu.
5. Nach der Reningung führte das Team eine Sichtkontrolle sowie eine Sauberkeitskontrolle mit Druckluft durch. Es wurden keine Pulverreste gedunden und auch das anhaftende Pulver auf der Bauteiloberfläche konnte durch Abblasen entfernt werden. Dennoch ist stets eine Endreinigung mit Ultraschall empfohlen, um Pulverreste definitiv ausschließen zu können, die bei der Nutzung des Bauteils oder in weiteren Nachbearbeitungsverfahren Probleme verursachen könnten.
6. In der Sichtkontrolle zeigten sich keine Beschädigungen oder Pulverreste. Alle Bauteile waren nach wie vor fest mit der Bauplatte verbunden.
Marco Flury, Project Manager bei Swiss m4M and Hemank Raj, Prozessentwicklungsingenieur bei Solukon
Fazit
Zuallererst ist es wichtig zu betonen, dass sich die Ergebnisse dieses Test ausschließlich auf die getesteten Geometrien beziehen. Das heißt, Anwender sollten sich im Vorfeld der Entpulverung genau mit der zu entpulvernden Geometrie und techischen Spezifikationen auseinandersetzen. Obwohl die SFM-AT350-E und seine piezoelektrische Anregung nachweislich Vorteile gegenüber der konventionellen Entpulerung mit pneumatischer Anregung haben, sind einige weitere Aspekte für 3D-gedruckte Teile zu beachten, die in anderen Branchen oder für andere medizinische Anwendungen hergestellt werden. So erklärt Raj beispielsweise: „Im Vergleich zur pneumatischen Anregung mit Turbine oder Klopfer ist die Beschleunigung und die Frequenz um ein Vielfaches höher, die Amplitude wesentlich geringer. (Deshalb sieht man auch keine Vibration/Bewegung des Bauteils bei der Anregung). Die Anregungsfrequenz liegt zwischen 30 kHz und 38kHz. Das heißt, wir regen hier weit jenseits der Eigenfrequenzen der Bauteile an. Ein Aufschwingen und eine Beschädigung in der Resonanzfrequenz wird damit vermieden.“So erklärt Raj beispielsweise: „Im Vergleich zur pneumatischen Anregung mit Turbine oder Klopfer ist die Beschleunigung und die Frequenz um ein Vielfaches höher, die Amplitude wesentlich geringer. (Deshalb sieht man auch keine Vibration/Bewegung des Bauteils bei der Anregung). Die Anregungsfrequenz liegt zwischen 30 kHz und 38kHz. Das heißt, wir regen hier weit jenseits der Eigenfrequenzen der Bauteile an. Ein Aufschwingen und eine Beschädigung in der Resonanzfrequenz wird damit vermieden.“
Neben der Möglichkeit, einen geräuscharmen Entpulverungsprozess zu gewährleisten, der selbstregulierenden Schwingungsanregung und dem minimierten Druckluftverbrauch zeigt dieser Test Vorteile des Entpulverungssystems für die Zertifizierung für eine medizinische Produktionsumgebung auf. Nicht zu vergessen, dass das Digital-Factory-Tool und die SPR-Pathfinder® Software zwar optionale Tools sind, aber dennoch interessant, um das Beste aus der Maschine herauszuholen. „Mit einer eigens entwickelten Technologie konnten wir in der SFM-AT350-E eine Endlosrotation des Drehtellers erreichen und damit die uneingeschränkte Nutzung der SPR-Pathfinder Software ermöglichen“, so Andreas Hartmann, CEO/CTO bei Solukon.
„Der Test lässt uns annehmen, dass der Reinigungsprozess ähnlich gut mit Titanlegierungen ablaufen würde. Die Anregungsform ist ideal für fragile Bauteile. Wenn ein Reinigungsvorgang sehr schnell in unter 7,5 Minuten abgeschlossen ist, kann mit einer Anlage eine sehr hohe Taktung erreicht werden. Nehmen wir an, dass Be- und Entladen zusammen maximal 10 Minuten dauern, kann man bis zu vier Jobs in der Stunden mit einem Entpulverungssystem planen“ (vorausgesetzt, es braucht keine inerte Atomosphäre, wofür extra Zeit zur Flutung sowie Türhaltezeiten berücksichtigt werden müssen), fasst Raj die Ergebnisse zusammen.
Pulver aus Raketenteilen entfernen: Stoke Space setzt auf die SPR® Technologie von Solukon
Für den Bau wiederverwendbarer Raketen entwickelt und fertigt Stoke Space Brennkammern aus Kupfer, die besonders schwer von Pulver zu befreien sind. Darum hat sich Stoke Space für die Solukon SPR® Entpulverungstechnologie entschieden.
Für den Bau wiederverwendbarer Raketen entwickelt und fertigt Stoke Space Brennkammern aus Kupfer, die besonders schwer von Pulver zu befreien sind. Deshalb hat sich Stoke Space für die Solukon SPR® Entpulverungstechnologie entschieden und eine SFM-AT800-S erworben.
Stoke Space ist ein US-amerikanisches Raumfahrtunternehmen mit Sitz in Kent, Washington, das vollständig wiederverwendbare Raketen fertigt, die täglich ins All fliegen sollen. Die Stoke-Technologie erleichtert den Zugang zum Weltraum erheblich und öffnet der Weltraumwirtschaft neue und innovative Perspektiven für Transporte in die Erdumlaufbahn.
Brennkammern mit komplexen inneren Strukturen
Sowohl die erste als auch die zweite Stufe der Stoke-Rakete ist vollständig wiederverwendbar. Die zweite Stufe der Rakete, die in der konventionellen Raumfahrt üblicherweise entsorgt wird, kann wieder in die Erdatmosphäre eintreten und sicher landen, nachdem sie ihre Nutzlast ins Weltall gebracht hat. Um die wiederverwendbaren Stufen der Rakete möglichst schnell herzustellen, designt und fertigt Stoke die Brennkammern der ersten und zweiten Stufe inhouse mit additiven Verfahren. Die Brennkammern verfügen über regenerative Kühlkanäle in gekrümmten Verteilerrohren, welche in Kombination mit inneren Hohlräumen schwer zu entpulvern sind. Hier kommt die Entpulverungstechnologie von Solukon ins Spiel.
Die Stoke-Rakete besteht aus zwei vollständig wiederverwendbaren Stufen. Quelle: Stoke
SFM-AT800-S im Fokus: Das System für die besonderen Herausforderungen beim Entpulvern
Die SFM-AT800-S ist das Flaggschiff von Solukon für die besonderen Herausforderungen beim Entpulvern und ist das meistvekaufte automatische Entpulverungssystem auf dem Markt. Die SFM-AT800-S ist für Metallteile mit maximalen Abmessungen von 600 x 600 x 600 mm (alternativ: 800 x 400 x 550 mm) mit einem Maximalgewicht von 300 kg ausgelegt. Basierend auf der einzigartigen Solukon Smart Powder Recuperation Technologie SPR®, nutzt die SFM-AT800-S gezielte Vibration und endlose 2-Achs-Rotation, um ungebundenes Pulver aus strahlgeschmolzenen Metallteilen vollautomatisch und in geschützter Atmosphäre zu entfernen.
Die SFM-AT800-S bei Stoke Space.
Hochfrequenzklopfer für Anwendungen aus Kupfer
Stoke druckt seine Brennkammern unter Verwendung einer speziellen Kupferlegierung mit hoher Leitfähigkeit, um eine maximale Wiederverwendbarkeit zu ermöglichen. Kupferpulver ist jedoch schwer zu entfernen, da es dazu neigt, in den engen Kühlkanälen hängen zu bleiben und zu verklumpen. Stoke verwendet einen Hochfrequenzklopfer, der als zusätzliches Feature zum Solukon-System erhältlich ist, um eingeschlossene Kupferpulverklumpen aus den inneren Kanälen der Teile zu lösen. Außerdem setzt Stoke ein Ultraschallvibrationssystem ein, welches direkt mit dem Bauteil verbunden ist, um den Fluss des Kupferpulvers noch weiter zu verbessern.
Für komplexe Geometrien gibt es noch einen weiteren Weg das Entpulvern noch weiter zu optimieren – und zwar durch die Analyse der CAD-Datei des Bauteils. Dies geschieht mit der einzigartigen SPR-Pathfinder® Software: Sie arbeitet mit dem digitalen Zwilling des Bauteils und berechnet automatisch das nötige Bewegungsmuster in der Solukon-Anlage, damit das Pulver aus den komplexen Strukturen auslaufen kann. „Der SPR-Pathfinder® ist ein praktisches Werkzeug, um das automatische Entpulvern zu optimieren, bevor es überhaupt begonnen hat“, sagt Andreas Hartmann, CEO und CTO von Solukon.
Solukon ist stolzer Depowdering-Partner von Stoke. „Wir haben uns für Solukon entschieden, weil das Unternehmen Marktführer auf dem Gebiet der automatisierten Entpulverung ist“, sagt Zach Sander, Head of Engine and Fluid Systems bei Stoke Space. „Regenerativ gekühlte Brennkammern von Raketentriebwerken sind bekanntermaßen schwierig zu entpulvern, und wir wollten sicherstellen, dass wir über eine robuste Maschine verfügen, die diese schwierigen Kupferkomponenten zuverlässig entpulvert.“
Neue Maßstäbe in der Reinigung und Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Metallkomponenten: Mit der SFM-AT1000-S von Solukon befreit der österreichische 3D-Druck-Pionier innenliegende Kanäle und Hohlräume der komplexesten Teile von Pulverresten. Vor kurzem ist die Anlage am Hauptsitz des Unternehmens in Österreich in Betrieb gegangen.
ILZ/STEIERMARK. Nächster Schritt von M&H hin zu einem der mitteleuropäischen Innovationsführer im Bereich der additiven Fertigung: Mit der Entpulverungsanlage SFM-AT1000-S des deutschen Qualitätsherstellers Solukon setzt der in der Steiermark beheimatete 3D-Druck-Pionier das nächste qualitative Ausrufezeichen. Das automatische Entpulverungssystem ist speziell für die Reinigung und Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Teilen konzipiert. Vor allem große und schwere Metallbauteile mit einer Höhe von bis zu 1.000 mm und einem Maximalgewicht von 800 kg sowie Aufgabenstellungen mit besonders hohen Anforderungen an die Nachbearbeitung können auf der Entpulverungsanlage besonders effizient von Pulverresten befreit werden.
Komplexe Geometrien von Pulverresten befreien
Für M&H-Geschäftsführer Patrick Herzig liegt der zentrale Nutzen in der Präzision der Anlage: „Wir können mit dem Solukon-System komplexe Teile mit innenliegenden Kanälen und Hohlräumen effizient und gründlich von Pulverresten befreien. Diese Eigenschaft ist von entscheidendem Vorteil, da gerade solche komplexen Geometrien oft eine Herausforderung in der Nachbearbeitung darstellen und Pulverreste in den Bauteilen Performance-Einbußen bedeuten könnten. Mit der Einführung der SFM-AT1000-S setzen wir neue Maßstäbe in der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Teilen in Titan, Aluminium, Edelstahl sowie auch Materialen wie Scalmalloy und Inconel. Diese Technologie ermöglicht es uns, die Qualität unserer Produkte weiter zu steigern und unsere Fertigungsprozesse durch Serienreinigung effizienter und noch sicherer zu gestalten.“ Technologisch wird dies durch zwei endlos rotierende Achsen mit Servoantrieb – das Bauteil bewegt sich dadurch entlang des programmierbaren Pfads – realisiert. Ein eingebauter Hochfrequenzklopfer löst außerdem Pulververklumpungen in besonders engen Kanälen. Für reaktive Materialien kann die Solukon SFM-AT1000-S mit Schutzgas inertisiert werden – das Verfahren bietet höchsten Explosions- und Gesundheitsschutz.
Die SFM-AT1000-S, setzt neue Standards in der Fertigungsindustrie – auch durch die Kompatibilität mit unserer innovativen SPR-Pathfinder®-Software. Mit der einzigartigen Software lassen sich individuelle Bewegungsmuster für jedes Bauteil automatisch anhand der CAD-Datei berechnen. Durch Optimierung und Automatisierung ihrer Nachbearbeitungsverfahren bieten wir unseren Kunden – wie M&H – einen deutlichen Wettbewerbsvorteil. Mit dem Digital-Factory-Tool, einem Sensor- und Schnittstellenkit haben unsere Partner zudem maximale Transparenz über den Entpulverungsprozess“, erklärt Andreas Hartmann, CEO und CTO von Solukon.
Nachbearbeitung von Formel 1-Komponenten
Bei M&H werden auf Basis der SFM-AT1000-S insbesondere Komponenten für die Luft- und Raumfahrt sowie den internationalen Rennsport – allen voran die Formel 1 – nachbearbeitet: „Die Fähigkeit, Bauteile mit äußerster Genauigkeit zu reinigen, ermöglicht es uns, den spezifischen und strengen Anforderungen dieser Branchen, in denen Präzision und Zuverlässigkeit ganz besonders entscheiden sind, gerecht zu werden. Die Nutzung der SFM-AT1000-S von Solukon stellt sicher, dass selbst die feinsten Geometrien, ohne Kompromisse bei der Qualität nachbearbeitet werden können“, betont M&H-Geschäftsführer Herzig. Speziell im Zusammenspiel mit dem ebenfalls neuen 3D-Metalldrucker SLM 800 (Bauraum: 500 x 280 x 850) sei M&H nun „besonders gut für die Fertigung von komplexen Komponenten in großen Dimensionen aufgestellt“, so Herzig.
Patrick Herzig, CEO und Philipp Schwemberger, Head of Additive Manufacturing von M&H CNC-Technik.
In den letzten Jahren hat sich die industriellen Entpulverung zu einem festen Bestandteil in der Prozesskette der Laserschmelzverfahren etabliert. Solukon ist Pionier und Marktführer für automatisiertes Entpulvern.
CEO/CTO Andreas Hartmann spricht über die aktuellen Trends bei der Pulverentfernung und zeigt auf, wie selbst traditionelle Fertigungszweige wie der Spritzguss von der Solukon-Technologie profitieren können.
Herr Hartmann, welche Trends sehen Sie in der industriellen Entpulverung?
Zu allererst hat sich die Industrie von einem Warum zu einem Wie weiterentwickelt, d.h. unsere Kunden und Interessenten haben erkannt, dass es für qualitativ hochwertige additive Fertigung zwangsläufig automatisierte Pulverentfernung braucht. Sie setzten sich jetzt genauer mit dem individuellen Nutzen und der konkreten Anwendung unserer Technologie auseinander statt zu fragen, warum es Entpulvern überhaupt braucht. Das ist eine wichtige Entwicklung, die wir vorangetrieben haben und von der die ganze Branche profitiert.
Ein zweiter wichtiger Trend ist die zunehmende digitale Integration der automatisierten Entpulverung.
Warum ist die digitale Integration der Entpulverung wichtig und wie läuft sie ab?
Nur wenn auch dem Druck nachgelagerte Prozesse transparent ablaufen, haben Anwender einen unverfälschten Blick auf die Effizienz ihrer additiven Fertigungslinie. Für die digitale Integration liefern wir zwei wichtige Tools: zum einen das Digital-Factory-Tool (DFT)– ein Sensor- und Schnittstellenkit zur Prozessüberwachung, Automatisierung und digitalen Integration. Per OPC UA lassen sich alle Daten und Fakten zum Entpulverungsvorgang in das übergeordnete digitale Dashboard der Drucker integrieren. Neu ist, dass das DFT über Medienverbräuche auch den CO2-Fußabdruck der Entpulverung ausgibt. Damit kommen wir Normen und Regulierungen zur Nachhaltigkeitstransparenz zuvor.
Das erweiterte Digital-Factory-Tool von Solukon macht auch den CO2-Fußabdruck der Entpulverung transparent.
Das zweite digitale Tool ist unsere einzigartige Entpulverungssoftware SPR-Pathfinder®, die jeglichen Programmieraufwand überflüssig macht. Anwender laden einfach die CAD-Datei des Baujobs in die Software, die automatisch die optimale Bewegung berechnet. Komplexitäten wie innenliegende Kanäle spielen damit keine limitierende Rolle mehr. Neu ist, dass auch unsere SFM-AT350 für mittelgroße Bauteile mit dem SPR-Pathfinder® kompatibel ist. Davon profitiert ein breiter Kundenstamm aus allen industriellen Bereichen.
Welche industriellen Bereiche setzen denn auf automatisierte Entpulverungssysteme?
Natürlich möchte ich hier zunächst die klassischen Anwendungsfelder nennen: Luft- und Raumfahrt, die so komplexe Teile fertigen, dass zwangsläufig automatisiert entpulvert werden muss. Denn niemand kann mit Ausklopfen und Pinseln sicherstellen, dass der Wärmetauscher pulverfrei ist und ins All gehen darf. Dann natürlich die Automobilindustrie, Energie und die Druckerhersteller selbst, wie EOS, Velo3D und SLM Solutions. Diese Branchen machen einen Großteil unserer rund 250 Anlagen im Feld aus.
In den letzten Monaten konnten wir aber auch einen starken Anstieg in anderen Branchen sehen. Das ist zum einen die Medizintechnik. Hier sieht die Herausforderung beim Entpulvern etwas anders aus. Statt kompliziert verworrener Kühlkanäle haben wir es besonders oft mit porösen Schwammstrukturen an der Oberfläche von medizinischen Bauteilen zu tun. Das Pulver bleibt dort häufig haften und muss gezielt und schonend gelöst werden. Hierfür launchen wir zur Formnext 2023 eine besondere Variante, die SFM-AT350-E mit piezoelektrischer Anregung. Bei ihr geht die Anregung direkt vom Drehteller der Solukon-Anlage aus, wodurch sich das Bauteil sehr präzise in die optimale Schwingungslage versetzen lässt. Die hohe Frequenz der elektronischen Anregung liegt dabei weit über den schädlichen Eigenfrequenzen des Bauteils, sodass ein Aufschwingen und Beschädigen empfindlicher Strukturen vermieden wird. Gleichzeitig wird der Prozess praktisch geräuschlos.
Die SFM-AT350-E mit piezoelektrischer Anregung
Neben der Medizintechnik haben wir inzwischen auch Kunden in den Bereichen Werkzeugbau und Spritzguss gewonnen.
Das sind Branchen, die man zunächst eher mit konventioneller Fertigung in Verbindung bringt, oder?
Ja schon, aber auch hier zeigen sich viele Unternehmen besonders offen für neue Technologien. Der Hartmetall-Werkzeughersteller Paul Horn beispielsweise setzt bei der Herstellung von Werkzeugteilen auch auf additive Fertigung und entpulvert seine Bauteile erfolgreich mit einer Solukon-Anlage. Ein anderer interessanter Anwendungsfall ist unser Kunde Witosa, ein renommierter Hersteller von Heißkanalsystemen für Spritzguss, der sich durch die Einführung der weltweit ersten additiv gefertigten einteiligen Heißkanaldüse an die Weltmarktspitze der Branche katapultiert hat. In einer SFM-AT350 von Solukon reinigt Witosa u.a. seine MONOLITH® Düsen. Mit unserer SPR-Entpulverungstechnologie® stellen wir sicher, dass diese Bauteile gründlich gereinigt werden und keine Pulverrückstände zurückbleiben, die die Nachbearbeitung oder gar die Qualität beeinträchtigen könnten.
Entpulvern additiv gefertigter Heißkanaltechnik beim Solukon-Kunden Witosa.
Wir haben jetzt viel über unterschiedliche Anwendungsfelder gesprochen. Was haben denn alle Solukon-Fälle gemeinsam?
Für alle unsere Kunden ist es wichtig, verlässlich und wiederholbar zu reinigen. Das heißt, gleicher Ablauf und gleiches Ergebnis für baugleiche Teile. Das klingt erst einmal banal, aber gerade diese Reproduzierbarkeit macht eine Serienreinigung und damit eine echte Serienfertigung möglich.
Dieses Interview ist auch in der Ausgabe 4/2023 des Magazins „Additive Fertigung“ erschienen. Hier geht’s zum E-Paper.
Nicht nur in der Luft- und Raumfahrt, die besonders komplexe Bauteile additiv fertigt, steigt der Bedarf nach automatisierter Entpulverung. Auch die Medizintechnik fragt verstärkt automatisierte Lösungen nach – die Notwendigkeit zu voller Transparenz, Zertifizierbarkeit und Gesundheits-/Arbeitsschutz sind hier die wichtigsten Antreiber.
Der Anwendungsfall des Solukon-Kunden PETER BREHM zeigt, wie automatisiertes Entpulvern die Effizienz in der Medizintechnik steigert. Die PETER BREHM GmbH ist ein weltweit agierendes Unternehmen, das in den Bereichen Hüft- und Knie-Endoprothetik sowie Wirbelsäulenchirurgie tätig ist. Im Laserschmelzverfahren stellt PETER BREHM Revisions-Hüftpfannen her, die in einer SFM-AT350 von Solukon automatisiert entpulvert werden.
Daten & Fakten zu Applikation und Entpulverungsprozess
Abmessungen der Bauplatte
⌀ 300 x 200 mm
Drucker
TruPrint 3000
Material
TiAl6V4
Applikation
Revisions-Hüftpfannen
Struktur / Oberfläche
Chaotisch angeordnete Gitterstruktur
Dauer der automatisierten Entpulverung
30 min
Entpulverungssystem
SFM-AT350 mit Hochfrequenzklopfer, Digital-Factory-Tool und OPC UA
Genutzer Modus
Automatikmodus
Der Ablauf des Entpulverungsprozesses von medizinschen Bauteilen bei PETER BREHM
Nach dem Druckprozess wird der Pulverkuchen mittels eines Vakuumsaugers abgesaugt und der Baujob in der SFM-AT350 mit Spannhaken fixiert. Da es sich bei der Titanlegierung um ein reaktives Material handelt, wird die SFM-AT350 zuerst inertisiert. Aufgrund des optimierten Volumens ist die Kammer der SFM-AT350 innerhalb von Minuten mit Schutzgas gefüllt und der Entpulverungsvorgang kann starten. Programmierbare 2-Achs-Rotation und gezielte Vibration gemäß der SPR®-Technologie sorgen dafür, dass sich das Pulver wie eine Flüssigkeit verhält und aus den Gitterstrukturen ausläuft. Eine besondere Herausforderung beim Entpulvern dieser Applikation stellen sehr feine Poren in den Gitterstrukturen dar, in denen Restpulver haften bleibt. Hier kommt der eingebaute Hochfrequenzklopfer der SFM-AT350 zum Einsatz: Er klopft bzw. löst das Restpulver mit verschiedenen Frequenzen ab. Nach etwa 30 Minuten ist der gesamte Baujob entpulvert.
Entpulvern der Revisions-Hüftpfannen MRS-TITAN® Standard | MRS-TITAN® Maximum in einer Solukon SFM-AT350.
Volle Transparenz der automatisierten Pulverentfernung
Wichtige Daten trackt das einzigartige Digital-Factory-Tool, sodass PETER BREHM volle Transparenz über den Entpulverungsprozess hat. So gibt das DFT beispielsweise Aufschluss über den Frequenzbereich des Hochfrequenzklopfers und überwacht den Restsauerstoff. Die Anlage würde unmittelbar stoppen, sobald ein Grenzwert über- oder unterschritten ist. Alle im DFT aufgezeichneten Daten liegen am Ende in einem Report vor.
Warum ist Solukon der richtige Partner fürs Entpulvern?
Bei PETER BREHM trägt die Solukon-Technologie maßgeblich zum Gesundheits- und Arbeitsschutz bei, da Baujobs frei von herabfallenden Pulverresten sind und Werker nicht mit losen Pulverresten in Kontakt kommen. Warum PETER BREHM auf Solukon setzt, fasst Florian Nowak, Mitarbeiter der Abteilung Additive Fertigung, wie folgt zusammen: „Die SFM-AT350 und insbesondere ihre digitalen Features haben das Entpulvern massiv vereinfacht, zudem sind wir schneller und verlässlicher als bei manuellen Verfahren. Die bequeme und einfache Prozessüberwachung per Digital-Factory-Tool war ein ausschlaggebender Faktor, warum wir uns für eine Solukon-Anlage entschieden haben. Die SFM-AT350 ist wartungsarm und äußerst hochwertig und wir würden die SFM-AT350 definitiv weiterempfehlen“.
Ein Video des Use Case finden Sie hier:
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Die BMW Group erweitert den Anlagenpark im Additive Manufacturing Campus und integriert das Postprocessing-System von Solukon.
Mit der SFP770 entpackt und reinigt die BMW Group am Additive Manufacturing Campus in Oberschleißheim Prototypenbauteile aus Polyamid.
Die kombinierte Auspack- und Reinigungsstation SFP770 von Solukon.
SFP770: Entpacken und Reinigen in einem System
Die SFP770 ist ein weltweit einzigartiges Postprocessing-System. Denn sie beinhaltet kombiniert sowohl eine automatisierte Auspack- als auch eine automatisierte Strahlanlage für Oberflächenreinigung und Finishing mit ionisierter Druckluft für SLS-Bauteile. Die Station ist mit den Systemen EOS P 770, FORMIGA P 110 und EOS P 500 (bei den beiden letztgenannten mit Adaptern) kompatibel und nimmt den gesamten Wechselrahmen des 3D-Druckers auf.
Ein Reinigungsjob in der SFP770 läuft folgendermaßen ab:
1. Beladen
Der Wechselrahmen der EOS P 770 wird mit einem Hubwagen in die Anlage eingesetzt.
2. Entpacken
Der eingesetzte Wechselrahmen wird mit einem vibrationsangeregten Siebdeckel verschlossen und schwenkt anschließend schonend nach einem optional programmierbaren Ablauf überkopf, um die Bauteile schrittweise zu entpacken. Das lose Pulver wird direkt und kontaminationsfrei aus dem Siebdeckel abgesaugt und einer Materialaufbereitung zugeführt.
3. Übergabe
Wenn der Entpackvorgang abgeschlossen ist, schwenkt der Wechselrahmen zur Übergabe in Richtung Strahlkorb und öffnet den Siebdeckel. Der Siebdeckel fungiert nun als Rutsche und die Bauteile rutschen vorsichtig in den Strahlkorb. Bei Bedarf kann der automatisierte Übergangsprozess pausiert werden, um bestimmte Bauteile, die nicht automatisch gereinigt werden sollen, manuell zu entfernen.
4. Reinigen
Der Strahlkorb schwenkt in Richtung der Strahleinheit und beginnt zu rotieren. Der Reinigungsvorgang mit Glasperlstrahlen und ionisierter Luft läuft vollautomatisch ab und dient dazu, restliches anhaftendes Pulver zu entfernen. Dabei kann der Anwender Prozessparameter, wie zum Beispiel Schwenkwinkel, Strahlintensität und -abstand oder die Korbrotation, einfach online programmieren.
Querschnitt der SFP770
Im Produktvideo zeigt Solukon, wie sich Polymerbauteile in wenigen Minuten voll automatisch entpacken und reinigen lassen.
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„Weil sich so viele Prozessparameter programmieren lassen, erzielt die SFP770 beste Reinigungsergebnisse, unabhängig vom Bauteilmaterial und ohne manuelle Zwischenschritte. Unsere Anlage bietet auch den Vorteil, dass Bauteile unterschiedlicher Form und Größe gleichzeitig gereinigt werden können“, fasst Andreas Hartmann, CEO und CTO von Solukon, die zentralen Vorteile des Postprocessing-Systems für Kunststoffbauteile zusammen.
Dies steigert die Flexibilität im Postprocessing von Prototypen erheblich. „Gerade für Unternehmen mit sehr hohem Bauteildurchsatz ist die SFP770 die ideale Reinigungs- und Entpackstation. Sie kann einen voll beladenen Wechselrahmen mit 150 Litern Bauraum in nur 30 Minuten vollständig entpacken und reinigen und schafft deshalb einige Jobs am Tag“, sagt Andreas Hartmann.
Aus den genannten Gründen hat sich der Additive Manufacturing Campus dazu entschieden, das Postprocessing System in die Produktion zu integrieren und zu verproben.
2020 im Rahmen der Formnext Connect vorgestellt, etabliert sich die SFP770 mit der Auslieferung an die BMW Group weiter am Mart. Zudem hat der Pilotkunde, welcher vor drei Jahren die erste SFP770 erhalten hat, mittlerweile seine zweite Anlage erfolgreich in Betrieb.
Das Solukon-Team freut sich auf ein Wiedersehen mit der gesamten AM-Community. Hier erfahren Sie, was Sie am Stand 12.0, D42, erwartet.
Für die Messe des Jahres hat Solukon eine Reihe an neuen Produkten und Features parat.
Automatisierte Pulversammelstation SFM-PCU
Die SFM-PCU ist eine automatisierte Pulverförderstaton für alle gängigen Metallpulver. Mit einem Container mit einem Fassungsvermögen von über 100 Litern ist es die SFM-PCU das ideale Peripheriegerät für großes Pulveraufkommen und die Serienreinigung.
SFM-AT350-E mit piezoelektrischer Anregung für filigrane Strukturen
Indem die piezoelektrische Anregung direkt vom Drehteller der SFM-AT350-E ausgeht, lässt sich das Bauteil sehr präzise in die optimale Schwingungslage versetzen. Dabei liegen die hohen Frequenzen der elektronischen Anregung weit über den schädlichen Eigenfrequenzen des Bauteils. Da sich die Frequenz ständig selbst elektronisch kontrolliert und regelt, wird ein Aufschwingen und Beschädigen empfindlicher Strukturen vermieden. Somit ist die SFM-AT350-E das ideale Entpulverungssystem für filigrane Strukturen aus schwer zu entpulvernden Materialien, zum Beispiel Kupfer. Ein großer Vorteil der neuen Anregungsform ist auch, dass sie besonders geräuscharm ist. So fügt sich die SFM-AT350-E perfekt in das ohnehin leise 3D-Drucker-Umfeld ein.
Neu außerdem: Sowohl die SFM-AT350 die SFM-AT350-E sind ab sofort mit der SPR-Pathfinder® Software kompatibel.
Erweitertes Digital Factory-Tool mit CO2-Fußabdruck-Messung
Als zentrale Neuerung ist mit dem erweiterten Digital-Factory-Tool (DFT) ab sofort auch der CO2-Fußabdruck der Entpulverung messbar. Von ihrem Energieversorger erfahren Solukon-Kunden, den Kennwert für den CO2 -Verbrauch je Kilowattstunde Strom. Für diesen Strom-CO2 -Faktor gibt es im neuen Digital-Factory-Tool ein variables Eingabefeld, ebenso für den CO2 -Faktor des Druckluftverbrauchs. Aus diesen beiden Kennwerten errechnet das DFT schließlich die Kohlendioxid-Bilanz des Entpulverungsvorgangs.
Unsere Entpulverungssysteme vor Ort
Wir freuen uns, auf unserem Stand folgende Postprocessing-Anlagen auszustellen
Die neue SFM-AT350–E mit piezoelektrischer Anregung und SPR-Pathfinder® Software
Die SFM-AT800-S mit Roboterintegration am Nachbarstand E41 von Rivelin Robotics
Die SFM-AT1000-S mit kurzem Schwenkarm
Die neue SFM-PCU für automatisiertes Pulverhandling
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