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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.

21. März 2024

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.“  

Stoke Triebwerk Hot-Fire-Test. Quelle: Stoke
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Auspacken und Feinreinigen 3D-gedruckter Metallteile

Kooperation von Reichenbacher und Solukon verbindet essentielle Postprocessing-Schritte und ermöglicht erstmals automatisiertes Boxentpacken.

25. Juli 2023

Kooperation von Reichenbacher und Solukon verbindet essentielle Postprocessing-Schritte und ermöglicht erstmals automatisiertes Boxentpacken.

Das Entfernen von ungebundenem Pulver ist ein zentraler Schritt in der Nachbearbeitung additiv gefertigter Metallteile. Seit Jahren entfernen Systeme des Marktführers Solukon Pulver automatisch aus Bauteilen, die im LPBF-Verfahren gefertigt wurden. Ein Projekt mit der Reichenbacher Hamuel GmbH geht jetzt noch einen Schritt weiter und automatisiert sowohl das Entpacken aus dem Baubehälter als auch das Entpulvern in einer Anlage.


Nach dem LPBF-Prozess befindet sich das gedruckte Bauteil in einem sogenannten „Pulverkuchen“ aus unverbrauchtem Metallpulver in einem Baubehälter. Das Entpacken des Bauteils, also das Freilegen des Bauteils aus diesem Pulverkuchen, erfolgt in der Regel durch Absaugen und Freiräumen. Ist das Bauteil freigelegt und aus dem Baubehälter entfernt, wird es in eine Solukon-Anlage gespannt, um auch das ungebundene Metallpulver im Inneren des komplexen Bauteils automatisch zu entfernen. Mittels programmierbarer 2-Achs-Rotation und Vibration wird das Pulver fließfähig und kann kontrolliert aus den innenliegenden Kanälen auslaufen. So gestaltet sich die Pulverentfernung bei komplexen strahlgeschmolzenen Metallteilen in der Regel. Hier setzt das Projekt von Reichenbacher und Solukon an, welches erstmals beide Prozessschritte in einer automatisierten Anlage vereint.

Das Funktionsprinzip der kominierten Auspack- und Reinigungsstation

Zentral für das Projekt von Reichenbacher und Solukon ist, dass nicht das Bauteil separat, sondern der gesamte Baubehälter, in dem sich das Bauteil befindet, in die SFM-AT1000-S geladen wird. Per Nullpunktspannsystem fixiert wird die Reichenbacher-Baubox, deren Boden und Wandung getrennt werden können, anschließend über Kopf gedreht und das erste lose Pulver des Pulverkuchens automatisiert ausgeleert. Das ausgeschleuste Pulver wird direkt einer externen Materialaufbereitungsstation zugeführt.


Anschließend entfernt der Anwender den Rahmen der Box mit einer externen mobilen Hubvorrichtung oder einem Kran, sodass das Bauteil frei zugänglich ist. Dann reinigt die Solukon-Anlage (in der Variante mit kurzem Schwenkarm) das Bauteil wie gewohnt mittels der einzigartigen SPR-Technologie® durch programmierbare 2-Achs-Rotation und gezielte Schwingungsanregung. Mit der SPR-Pathfinder®-Software lässt sich der Bewegungsablauf in der Solukon bequem und voll automatisch anhand der CAD-Datei des Bauteils vorausberechnen. Bis zu 800 kg schwere Bauboxen kann die SFM-AT1000-S aufnehmen und bekommt mithilfe eines Hochfrequenzklopfers selbst hartnäckigste Pulververklumpungen in den innenliegenden Kanälen des Bauteils gelöst.


Die Baubox mit Bauteil und Pulver wird aus dem Reichenbacher-Drucker entnommen und in die Solukon-Anlage eingesetzt. Dort wird die Box zunächst als Ganzes über Kopf gedreht, bevor dann (nach Abnahme des Rahmens) die Feinreinigung ohne Box stattfindet.

„Die SFM-AT1000-S mit Boxentpacken ist ein Projekt mit hohem Automatisierungsgrad. Zudem zeigen wir, wie flexibel einsetzbar unsere Anlagen für individuelle Kundenlösungen sind. Wir freuen uns, Reichenbacher bei ihrem Projekt zum Boxentpacken strahlgeschmolzener Metallteile zu unterstützen. So generieren wir gemeinsam einen echten Wettbewerbsvorteil für die Kunden von Reichenbacher“, sagt Andreas Hartmann, CEO und CTO von Solukon. Gemeinsam mit dem Team Additive Fertigung von Reichenbacher um Dr. Alexander Kawalla-Nam ist so in Rekordzeit eine industriefähige Automatisierungslösung entstanden. „Mit Solukon haben wir erneut eine Anlage mit einem echtem Alleinstellungsmerkmal im Portfolio und heben uns nun auch im Bereich Postprocessing von Standardlösungen des AM-Markts ab. Dadurch ist Reichenbacher in der Lage, die gesamte Prozesskette des 3D-Drucks abzubilden. Wir danken dem Team um Herrn Hartmann für die Offenheit und schnelle Umsetzung des Projekts“, ergänzt Dr. Kawalla-Nam.


Die kombinierte SFM-AT1000-S zum Auspacken und Feinreinigen ist ab sofort über Reichenbacher erhältlich. Solukon betätigt sich als Systemlieferant.

Kombinierte Anlage bereits bei industriellem Kunden in Betrieb

Seinen Praxistest hat die SFM-AT1000-S mit Boxentpacken bereits erfolgreich absolviert. Bei einem führenden Hersteller von Stahlformen für die Betonsteinindustrie ist das System schon seit Monaten im Einsatz.


Weitere Informationen und Details zum Funktionsprinzip der neuen Anlage folgen in Kürze in einem ausführlichen Anwenderbericht.

Über die Projektpartner

Die Reichenbacher Hamuel GmbH ist ein Tochterunternehmen der SCHERDELGruppe und hat sich mit hoher Innovationsbereitschaft als Hersteller erstklassiger CNC-Bearbeitungszentren weltweit einen Namen gemacht. Am Standort in Dörfles-Esbach bei Coburg werden 5-Achs-Anlagen entwickelt und gefertigt, die über höchste Sicherheitsstandards verfügen und im Flugzeug-, Automobil-, Schiff- und Schienenfahrzeugbau ebenso eingesetzt werden, wie in der holzverarbeitenden Industrie oder bei Herstellern von Bauteilen aus Aluminium, Kunststoff oder Verbundwerkstoffen. Seit 2020 hat sich Reichenbacher zudem auf spezielle großformatige und industrielle 3D-Drucksysteme unter Einbeziehung der gesamten Prozesskette aus einer Hand spezialisiert. Die Industrialisierung der L-PBF Verfahren (Laser-Pulverbettverfahren) sowie der hybriden Fertigung (Materialextrusion mit Nacharbeit durch Fräsen) stehen hier im Fokus. Damit geht Reichenbacher sowohl in der industriellen Anwendung als auch im AM-Markt durch individuelle und kundenorientierte Lösungen völlig neue Wege.

Die Solukon Maschinenbau GmbH ist ein international tätiges, modernes, inhabergeführtes Unternehmen, das sich auf die Entwicklung, die Montage und den Vertrieb von Reinigungskabinen für den industriellen 3D-Druck spezialisiert hat. Das 2015 von Andreas Hartmann und Dominik Schmid gegründete Augsburger Unternehmen verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von AM-Systemen und zugehörigen Peripheriegeräten und bietet eine breite Palette industrieller Pulververarbeitungssysteme an. Seit 2022 vertreibt Solukon zudem eine intelligente Software zur automatisierten Entpulverung strahlgeschmolzener Metallteile, den SPR-Pathfinder®. Solukon-Produkte erfüllen höchste Funktionalitäts- und Sicherheitsstandards und sind für die sichere und zuverlässige Entfernung von schwer zu handhabenden und reaktiven Materialien wie Titan und Aluminium zugelassen. Mit den Entpulverungssystemen für Metall hat sich Solukon als Marktführer auf dem Gebiet der industriellen Pulverentfernung etabliert. 

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Entpulvern von NXG XII 600-Bauteilen: Solukon liefert passendes Postprocessing-System für SLM Solutions und deren Kunden

Solukon präsentiert die spezielle Version der SFM-AT1000-S erstmals auf der Rapid + TCT in Chicago.

17. April 2023

Für Bauteile, die mit der NXG XII 600 von SLM Solutions gefertigt wurden, stattet Solukon die SFM-AT1000-S mit einem optimierten Schwenkarm aus. Eine optionale Front-Dach-Beladung macht das Bauteilhandling einfacher. Solukon präsentiert die spezielle Version der SFM-AT1000-S erstmals auf der diesjährigen Rapid + TCT in Chicago.


Die NXG XII 600 von SLM Solutions ist derzeit in aller Munde und setzt Maßstäbe für die Serienproduktion strahlgeschmolzener Metallteile. Mit ihr werden besonders große und schwere Metallbauteile gefertigt, was wiederum hohe Anforderungen an die industrielle Entpulverung stellt. Die SFM-AT1000-S von Solukon ist seit dem Launch im Jahr 2020 das Entpulverungssystem für besonders große und schwere Bauteile. Mit einem verstärkten Aufbau und größeren Drehmoment als die kleinere SFM-AT800-S kann sie Bauteile mit einem Maximalgewicht von 800 kg sicher und einfach entpulvern. In enger Kooperation mit SLM Solutions hat Solukon das Entpulverungssystem SFM-AT1000-S nun mit speziellen Features für die NXG XII 600 optimiert.

Kurzer Schwenkarm für optimale Schwerpunktlage

Unter Berücksichtigung der Bauplatte können NXG XII 600-Teile Größen von 600 x 600 x 660 mm erreichen. Mit diesen Maßen liegt der Schwerpunkt der Bauteile näher an der Drehachse des Schwenkarms, wenn diese in die Solukon SFM-AT1000-S eingesetzt sind. Um eine optimale Schwerpunktlage zu erreichen, bietet Solukon die SFM-AT1000-S nun auch in einer Variante mit einem kurzen Schwenkarm an. Der kurze Schwenkarm macht das Bauteil außerdem leichter zugänglich, wenn Anwender über die Handschuheingriffe manuell abblasen möchten.

Die SFM-AT1000-S in der NXG XII 600-Variante mit kurzem Schwenkarm.

Neue Option: Front-Dach-Beladung für leichteres Bauteilhandling

Auch Beladen in die SFM-AT1000-S ist jetzt noch einfacher mit einem pneumatisch öffnenden Dach. Beim Öffnen des Dachs klappt dieses zusammen mit dem oberen Türrahmen hoch, sodass das Bauteil noch flexibler auf Drehtellerhöhe eingefahren werden kann – ein „Einfädeln“ des Bauteils von oben entfällt. So können per Kran die besonders großen und schweren Bauteile mit den von SLM Solutions bereitgestellten Hebewerkzeugen einfach und komfortabel in die Anlage gehoben werden. Zusätzlich lässt sich die Fronttüre weiter öffnen als bisher, was das Be- und Entladen der massiven Bauteile zusätzlich erleichtert.

Die Front-Dach-Beladung ist wie der kurze Schwenkarm aktuell als Option für die SFM-AT1000-S verfügbar.

Das Beladen eines NXG XII 600-Bauteils per Kran in eine Solukon SFM-AT1000-S. Eine spezielle Zentrierung für die Bauplatte vereinfacht das Positionieren erheblich.

SFM-AT1000-S: Die Versionen im Vergleich

Durch die neue Option mit kurzem Schwenkarm erweitert Solukon die Kompatibilität seines Entpulverungssystems SFM-AT1000-S. Die Tabelle zeigt die beiden Varianten im Vergleich:

kurzer Schwenkarmlanger Schwenkarm
Bauteilabmessungen
(X x Y x Z inkl. Bauplatte)
600 x 600 x 660 mm600 x 600 x 1000 mm
max. Bauteilgewicht800 kg800 kg
FrontbeladungStandardStandard
Front-Dach-BeladungOptionalOptional
Vorteile-Entpulvern gedrungener Bauteile mit besonderem Schwerpunkt // -Bessere Bauteilzugänglichkeit
-Entpulvern besonders hoher Bauteile

Das Video veranschaulicht die neue Beladungsoption bei den beiden Versionen der SFM-AT1000-S.

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Mehr Informationen

Solukon präsentiert die neue Variante der SFM-AT1000-S mit Front-Dach-Beladung und kurzem Arm erstmals auf der Rapid + TCT in Chicago, Illinois (2.-4. Mai 2023). Das Solukon-Team freut sich über Ihren Besuch auf Stand 1820.

Die SFM-AT1000-S: das führende Enpulverungssystem im Großbauteil-Segment

Wie alle Solukon-Anlagen basiert auch die SFM-AT1000-S auf der einzigartigen Smart Powder Recuperation Technologie SPR®. Durch automatisiertes, programmierbares Schwenken um zwei Achsen und gezielte Schwingungsanregung entfernen die Solukon-Anlagen sämtliche Pulveranhaftungen in innenliegenden Kanälen der Bauteile zuverlässig und voll automatisch. Das kontrollierte Abfließen von Pulvern aus feinsten Kanälen und Windungen wird bei Materialien wie Kupfer oder Aluminium erschwert, da diese Materialien häufig in internen Kanälen verstopfen. Für diese Problematik wurde ein neuartiges Klopfer-System entwickelt. Mittels fein justierbarer Schläge werden Verstopfungen des Pulvers gelöst und das Pulver kann kontrolliert abfließen.

Die digitalen Features machen die SFM-AT1000-S zum intelligentesten und besten Entpulverungssystem auf dem Markt für Großbauteile:


Das Digital-Factory-Tool überwacht den Prozess und zeichnet alle wichtigen Daten wie z.B. Luftfeuchtigkeit, Vibration und Gasverbrauch auf und gibt die Werte in einem detaillierten Qualitätsprotokoll aus. Damit wird der gesamte Prozess transparent und liefert die Datengrundlage für die Qualifikation und Zertifizierung bei anspruchsvoller Serienfertigung.
Mit OPC UA stellt Solukon die Schnittstelle zur einfachen Automationsintegration sicher.


Die SPR-Pathfinder® Software berechnet zudem anhand der CAD-Datei des gesamten Baujobs den idealen Bewegungsablauf, um Pulver schnellstmöglich aus komplexen innenliegenden Strukturen zu entfernen. Die Software berechnet auf Basis einer Fluidsimulation in Kombination mit einem intelligenten Algorithmus den bestmöglichen Bewegungsablauf. Komplexe Programmieraufgaben, die jedes räumliche Vorstellungsvermögen übertreffen, werden somit komfortabel und sicher automatisiert.

SLM Solutions erwirbt selbst eine SFM-AT1000-S der neuen Generation

Nicht nur Kunden von SLM Solutions, sondern auch das Lübecker OEM selbst vertraut auf die Expertise von Solukon. Nach Erwerb einer SFM-AT800-S im Jahr 2021 zählt SLM Solutions bald auch eine SFM-AT1000-S mit Front-Dach-Beladung und kurzem Arm zu seinem Bestand und entpulvert damit NXG XII 600-Bauteile zuverlässig und schnell.

Langjährige Partnerschaft zwischen SLM Solutions und Solukon

Mit der Entwicklung bzw. dem Erwerb der speziell für die NXG XII 600 ausgestatteten Solukon SFM-AT1000-S intensivieren Solukon und SLM Solutions ihre langjährige Partnerschaft weiter. „Die NXG XII 600 ist das Maß aller Dinge im industriellen 3D-Druck. Passend dazu kooperieren wir auch auf dem Gebiet der Entpulverung mit dem Marktführer und freuen uns, dass Solukon so schnell eine Entpulverungslösung auf den Markt bringt, die perfekt zu unserer Anlage passt“, sagt Sebastian Feist, Product Manager Factory Integration & Periphery bei SLM Solutions.

Andreas Hartmann, CEO/CTO von Solukon sieht sein Unternehmen dem Trend zu immer größeren Bauteilen gewappnet: „Die NXG XII 600 von SLM Solutions hat den gesamten Markt für Großdrucker angekurbelt. Wir freuen uns, jetzt auch den zahlreichen NXG XII 600-Anwendern ein maßgeschneidertes Entpulverungssystem anbieten zu können. Für immer noch größere Bauteile von 1.500 Millimetern auf der Z-Achse, wie sie zum Beispiel auf der NXG XII 600E gedruckt werden können, und mehr, braucht es zwangsläufig automatisierte Entpulverungslösungen von Solukon. Wir sind hier in engem Austausch mit den Herstellern, um stets die passende Anlage zu liefern. Die SFM-AT1000-S für NXG wird nicht die letzte Solukon für das Großdruckersortiment sein“.

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SPR® Depowdering als Gamechanger für freies Bauteil-Design – Solukon entpulvert auch das hochkomplexe Aerospike-Bauteil

Warum das SPR® Depowdering so entscheidend für das Bauteil-Design ist.

3. August 2022


Auf die Frage, welche Applikation die AM-Community in den letzten Wochen besonders bewegt hat, würde ein Begriff sicher schnell fallen: das Aerospike Bauteil. Dabei handelt es sich um ein von Hyperganic entwickeltes und von EOS und AMCM hergestelltes Raketentriebwerk. Ein Raketentriebwerk in Aerospike-Form kann sich, anders als klassische, glockenförmige Raketendüsen, an den atmosphärischen Luftdruck in unterschiedlichen Flughöhen anpassen. Aufgrund seiner Form stellt es aber eine enorme Herausforderung im Bauteildesign und der -fertigung dar. Hyperganic machte mit Algorithmus-basiertem Design den Druck dieses Bauteils auf einer EOS-Anlage (Material: Inconel 718) bzw. in einer größeren Variante aus Kupfer auf einem M 4K-System von AMCM möglich. Anschließend erfolgte die Entpulverung des Kupfer-Bauteils bei AMCM in einer Solukon Anlage (SFM-AT1000-S). Doch warum ist die Pulverentfernung mehr als nur der nächste logische Schritt nach dem Druck?

Warum die SPR®-Entpulverungstechnologie so entscheidend ist

Automatisches Entpulvern mit Solukon liefert im Vergleich zu manuellen Verfahren viele Vorteile: Höherer Gesundheits- und Arbeitsschutz, eine Zeitersparnis um bis zu 90% sowie eine kontaminationsfreie Rückgewinnung von Pulver zählen dazu. Was in Bezug auf das Aerospike-Bauteil aber besonders auffällt, ist folgendes Alleinstellungsmerkmal: Automatisches Entpulvern ist verlässlich und reproduzierbar. Das bedeutet: Auch komplizierteste Geometrien werden sauber. Bauteildesigner können also frei designen, weil die Solukon-Anlage jede Geometrie freibekommt. Möglich macht das die Endlosrotation beider Achsen, mit der die Solukon SFM-AT800-S und die SFM-AT1000-S ausgestattet sind. So müssen sich AM-Anwender also keine Gedanken mehr darüber machen, ob interne Kavitäten ggf. zu klein angelegt sind und das darin zurückgebliebene Pulver Probleme in Folgeprozessen verursacht. Sie können Kanäle so anlegen, wie es in Bezug auf Wärmeleitfähigkeit und Performance am sinnvollsten ist.

Entpulverung der Aerospike-Düse aus Kupfer (gedruckt auf einer AMCM M4K) in einer Solukon SFM-AT1000-S (Quelle: AMCM).

Serienreinigung und umfassende Prozess-Überwachung

Komplexe Bauteile wie das Aerospike-Triebwerk sind keine einmalige Entpulverungsaufgabe, weil immer mehr Applikationen mit komplizierten innenliegenden Kanälen in die Serienproduktion gehen. Was in Serie gedruckt wird, muss auch in Serie gereinigt werden. Hier liefern die Solukon-Anlagen die perfekten Voraussetzungen: Bewegungsmuster lassen sich als Profil abspeichern und wiederholt abfahren. Für besonders herausfordernde Geometrien berechnet eine Software den idealen Bewegungsablauf, der dann als Programm zur Verfügung steht und so für gleiche Bauteile immer das gleiche, verlässliche Reinigungsergebnis liefert. Zudem bietet Solukon volle Transparenz über den Reinigungsprozess: Mit dem Digital Factory Tool liegt am Ende ein umfassendes Qualitätsprotokoll vor.


Automatisches Entpulvern mit der Solukon SPR®-Technologie ist also ein Garant für freies Bauteildesign, zuverlässige Reinigungsergebnisse und eine lückenlose Prozesstransparenz. Deshalb setzen auch führende OEMs, wie EOS und AMCM, auf Solukon als ihren Partner für industrielle Entpulverung.   

Mehr zu den automatischen Depowdering-Anlagen von Solukon finden Sie hier.

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Digital Factory Tool: Solukon stellt neues Kit zur Qualitätsvalidierung und Automationsintegration vor

Das Solukon Digital Factory Tool ermöglicht die mühelose Integration des automatisierten Entpulverns in den digitalen AM-Prozess.

22. März 2021

Seit dem Launch des weltweit ersten vollautomatischen Entpulverungssystems, der SFM-AT800 im Jahr 2015, gilt Solukon als Pionier und Marktexperte im Bereich industrieller Entpulverung und Pulverrückgewinnung.


Wer Vorreiter auf dem Gebiet der Entpulverung ist, muss auch die anderen Prozessschritte der additiven Fertigung im Blick haben. Mit der Einführung des Digital Factory Tools ermöglicht Solukon jetzt die ganzheitliche Integration von Solukon-Systemen in die Prozesskette – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur vollständigen Automation der Additiven Fertigung.

Das Solukon Digital Factory Tool ermöglicht die mühelose Integration des automatisierten Entpulverns in den übergreifenden digitalen AM-Prozess.

Übersicht über das Solukon Digital Factory Tool

Dazu zählen:

  • die Produktionssteuerung an sich,
  • die Wartungsplanung,
  • die Automationsintegration sowie
  • die Prozessvalidierung/Qualitätssicherung.

Produktionssteuerung im Maschinenpark

Solukon stattet seine SFM-AT800-Systeme seit 2017 mit einer OPC-UA Schnittstelle aus, um diese zentral fernsteuern und überwachen zu können.

Im Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Dresden ist eine Solukon SFM-AT800 mit OPC-UA-Schnittstelle als Teil einer modularen Roboterzelle im Einsatz. Die vollautomatisierte Zelle bildet eine typische nachgelagerte Prozesskette ab: Neben der Solukon Entpulverungsstation beinhaltet die Roboterzelle auch ein System zur optischen Geometrieerfassung des Bauteils sowie eine Zerspanungsstation. OPC-UA sichert die Kommunikation mit und zwischen den einzelnen Stationen.

Das Solukon-System in der modularen Roboterzelle bei Fraunhofer IWU. Bildquelle: Studio36 Berlin

Der vermehrte Einsatz von 3D-Druck in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt lässt zunehmend Fabrikanlagen entstehen, die aus einer Vielzahl von 3D-Druckern und Peripheriegeräten bestehen.

Alle Systeme werden hier in einem Leitstand als zentralen Verwaltungspunkt zusammengeführt. Von dort kann der Produktionsmanager die Maschinen einsehen, steuern und organisieren. So können theoretisch alle vor- und nachgelagerten Vorgänge wie Rüst-, Auspack-, Entpulverungs-, Förder- und Siebtätigkeiten unabhängig vom und parallel zum 3D-Druckprozess verkettet und in Echtzeit überwacht werden.


Um alle Maschinen in der Produktionsplanung effizient zu verwalten, spielen Planbelegung und Produktionskoordination eine wichtige Rolle. Die Maschinendatenerfassung (MDE) liefert Betriebs- und Ausfallzeiten und damit wichtige Informationen zur Gesamtanlagen-Effektivität (=OEE) und zur weiteren Produktionsplanung.Dazu setzen die Planer meist Maschinenpark-Apps ein, wo die Zustände auf Dashboards individuell zusammengefasst werden können. Mithilfe eines Planungsprogramms können Anwender anschließend Auswertungen vornehmen.

Die von Solukon verwendete standardisierte OPC-UA-Schnittstelle bietet die Möglichkeit, auf relevante Maschinendaten zuzugreifen und die Anlage fernzusteuern. Mit dem Solukon Digital Factory Tool lassen sich alle Informationen in das Dashboard einer Maschinenpark-App integrieren.Produktionsdaten und Parameter zu den Reinigungsprogrammen, wie zum Beispiel Laufzeiten und Chargennummern, können über das Netzwerk einfach zugeteilt werden. Die Reinigungsprogramme selbst können gestartet, überwacht und nach Wunsch verändert werden. Der Maschinenstatus sowie der Prozessfortschritt werden in Echtzeit übermittelt.

Wartungsplanung im Digital Factory Tool

Die neue Anlagen-Sensorik von Solukon überwacht alle Lebenszeit-relevanten Maschinenkomponenten und Prozesse.

So kann der Anwender Veränderungen wie z.B. Schutzgas-, Druckluft- und Stromverbrauch sofort erkennen und Rückschlüsse auf den Zustand der einzelnen Maschinenkomponenten ziehen. Ebenso informiert das System den Bediener rechtzeitig, wenn bestimmte Wartungsarbeiten erforderlich werden bzw. wann er bestimmte Verschleißteile beschaffen sollte. Auf Wunsch richtet Solukon eine Schnittstelle zur Fernwartung und -diagnose der Maschinen ein.

Automationsintegration

Leuchtturmprojekte wie HyProCell und NextGenAM zeigen, wie die AM-Produktion zukünftig automatisiert ablaufen kann. Dabei spielt die Integration nachgelagerter Prozesse eine zunehmend wichtige Rolle.
Seine Kompetenz für Automationsintegration konnte Solukon bereits beim Leuchtturmprojekt HyProCell unter Beweis stellen. Dort kommuniziert die Solukon SFM-AT800 mit einer übergeordneten Leitzentrale und ein Roboter belädt sie automatisch. Die SFM-AT800 wurde hierfür mit einer speziellen Beladetür sowie einem automatisierten Spannsystem ausgerüstet.

„Das Solukon-System ist die erste Anlage nach dem Bauprozess und somit unverzichtbar für nachgelagerte Prozessschritte. Die Performance der Maschine im HyProCell-Projekt zeigt: Solukon-Systeme sind für weitere Automationsprojekte im höchsten Maße prädestiniert“, beschreibt Dr. Juan Carlos Pereira Falcon, Senior Researcher bei Lortek und Koordinator des HyProCell-Projekts, die Leistung der SFM-AT800 und ihr Potential für weitere Automationsprojekte.

Prozessvalidierung und Qualitätssicherung

Eine große Herausforderung für Produzenten kritischer Funktionsteile, wie Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder Turbinentechnik, ist die Zertifizierung des Produktionsprozesses.
Jeder Produktionsschritt muss eindeutig reproduzierbar sein.Je mehr Informationen über den Prozessablauf digital erfasst und protokolliert werden, desto leichter fällt die Zertifizierung.

Solukon bietet mit dem Digital Factory Tool ein erweitertes Sensorpaket. Es ermöglicht, alle prozessrelevanten Daten aufzuzeichnen und zur späteren Auswertung in einem Protokoll zusammenzufassen. Relevante Daten sind zum Beispiel Restsauerstoff, Luftfeuchtigkeit, Kammerdruck, Temperatur und Anregungsfrequenzen am Bauteil. Die Sensoren sind durchdacht angeordnet. Mit einer intelligenten Auswertung der Messwerte kann der Prozess leicht validiert und optimiert werden.

Zu allen Daten können kritische Grenzwert eingegeben werden, sodass Abweichungen direkt angezeigt und bewertet werden können.Aber auch alle Randinformationen zum gewählten Reinigungsprogramm werden automatisch erfasst.

In einer variablen Eingabemaske kann der Anwender alle für ihn relevanten Daten zum Baujob zusammenstellen. Dazu zählen z.B. Typ, Charge oder verwendetes Baumaterial, sodass am Ende ein Protokoll im PDF, CSV oder XML-Format ausgegeben oder zentral hinterlegt werden kann.

Durch durchgängige Dokumentation und Echtzeitüberwachung hebt das Digital Factory Tool die Qualitätssicherung somit auf ein nie dagewesenes Niveau.

„Das neue Digital Factory Tool der Solukon-Anlagen ist ein richtungsweisender Schritt für die Automatisierung des Postprocessing und die Eingliederung in eine ganzheitliche AM-Prozesskette. Gerade die Prozessvalidierung mit umfassendem Protokoll ermöglicht den Kunden zukünftig eine schnellere, genauere und einfachere Zertifizierung dieses Prozessabschnitts – auch in sensiblen Produktionsbereichen wie Aerospace und Medical“, sagt Alexander Bauer, Application Manager bei Solukon.

Solukon wird das Digital Factory Tool mit der neuen Generation der SFM-AT800 und der SFM-AT1000-S als Option anbieten. Aber auch bestehende SFM-AT800-S können optional mit dem Sensorpaket nachgerüstet werden. Derzeit arbeitet Solukon bereits mit zwei großen Herstellern an der Prozessintegration. Ergebnisse hierzu folgen in Kürze.

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Industrielle Entpulverung: Solukon stellt neue Features für Metallanlagen vor

Solukon stattet zwei seiner Systeme mit neuen Features aus.

18. Februar 2021

Seit dem Launch des weltweit ersten vollautomatischen Entpulverungssystems, der SFM-AT800 im Jahr 2015, gilt Solukon als Pionier und Marktexperte im Bereich industrieller Entpulverung. Gerade in der Raumfahrtindustrie sind Entpulverungslösungen für besonders große und komplexe Bauteile gefragt. Deshalb stattet Solukon zwei seiner Systeme mit neuen Features aus.


Sowohl das preisgekrönte System SFM-AT800-S als auch das 2020 gelaunchte Flaggschiff SFM-AT1000-S verfügen ab sofort über neue Features und Funktionen. Beide Systeme basieren auf der einzigartigen Solukon SPR® (Smart Powder Recuperation) Technologie. Dabei wird überschüssiges Pulver aus komplexen Hohlräumen und Kanälen durch programmierbare Bauteilrotation und Vibration innerhalb einer geschützten Atmosphäre sicher und zuverlässig entfernt.

Entpulverung größerer Bauteile

Beide Systeme können ab sofort Bauteile mit noch größeren Abmessungen entpulvern. Die SFM-AT800-S ist jetzt für Bauteile mit einer Größe von bis zu 600 x 600 x 600 mm³ (XYZ) ausgelegt, die maximal 300 kg schwer sein können. Die SFM-AT1000-S ist ohnehin speziell für besonders hohe Bauteile ausgelegt. Sie entpulvert jetzt bis maximal 800 kg schwere Teile mit einer Abmessung von bis zu 600 x 600 x 1.000mm³ (XYZ).

Bei AMCM ist eine SFM-AT1000-S bereits im Einsatz. Martin Bullemer, Managing Director bei AMCM, ist mehr als zufrieden mit der Leistung des Entpulverungssystems: „Ich bin begeistert von der schnellen Umsetzung des Bedarfs nach größerem Depowdering-Volumen. Das Solukon-Angebot macht eine End-to-End Lösung für große Bauteile erst möglich.“ Das Drucksystem M4K von AMCM war eines der ersten Systeme, das speziell für besonders hohe Bauteile, wie Raketenantriebe, konzipiert wurde. Solukon reagierte hier sofort und brachte mit der SFM-AT1000-S ein kompatibles Entpulverungssystem auf den Markt.

Joystick für intuitive Maschinensteuerung

Nicht nur das Entpulvern größerer Bauteile ist ein zentrales Anliegen der Anwender. Auch die Maschinensteuerung soll einfacher und noch intuitiver werden. Deshalb verfügen beide Systeme von nun an über einen Joystick. So lässt sich das Bauteil flexibel in jede Richtung mit variabler Geschwindigkeit bewegen. Der Anwender kann Bewegungspfad und -geschwindigkeit zeitgleich aufzeichnen. Sollen baugleiche Teile in Serie gereinigt werden, steht dann ein automatisches Programm zur Verfügung.

Wie schon in vorherigen Versionen, können auch einzelne Bewegungspositionen gespeichert werden. Diese können später manuell in der Software optimiert und um intelligente Funktionen ergänzt werden wie Haltezeit, Vibration oder Klopfen. Auch kundenspezifische Optionen, wie programmierbare Blasdüsen, können hier berücksichtigt werden. 

Mit dem Joystick, hier bei einer SFM-AT-1000-S, kann der Anwender das Bauteil in jede beliebige Richtung bewegen.

Klopfer als zusätzliches Add-On für schwer zu reinigende Kanäle

Bisher macht die Solukon SPR® Technologie mittels hoch frequenter Vibration ein Abfließen des Pulvers möglich. Dieses kontrollierte Abfließen aus feinsten Kanälen und Windungen wird bei Materialien wie Kupfer oder Aluminium erschwert, da diese Materialien häufig in internen Kanälen verstopfen. Für diese Problematik wurde ein neuartiges Klopfer-System entwickelt. Mittels fein justierbarer Schläge werden Verstopfungen des Pulvers gelöst und das Pulver kann kontrolliert abfließen. Der Klopfer ist von nun an für alle Solukon Systeme als zusätzliches Add-On verfügbar.

Andreas Hartmann, CEO und Entwicklungsleiter ist es wichtig, schnell auf die neuen Marktanforderungen zu reagieren: „Mit Blick auf den Markt lassen sich zwei Trends feststellen: Die zu reinigenden Bauteile werden immer größer und komplexer und es kommen immer häufiger anspruchsvolle Materialien zum Einsatz. Gerade in der Raketentechnik entstehen wegweisende Designs aus Kupfer. Mit den Anpassungen möchten wir unseren Kunden mehr Gestaltungsmöglichkeiten einräumen, um effizient und komfortabel beste Reinigungsergebnisse zu erzielen.“ Hartmann gibt außerdem einen Ausblick für 2021: „Es war schon immer unser oberstes Ziel, auf Kundenwünsche einzugehen und unsere Systeme kontinuierlich zu verbessern. Deshalb werden wir auch dieses Jahr weitere nachrüstbare Add-Ons für unsere Maschinen entwickeln und anbieten“.

Andreas Hartmann, CEO und Entwicklungsleiter