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.  

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.

Im Produktvideo zeigt Solukon, wie sich Polymerbauteile in wenigen Minuten voll automatisch entpacken und reinigen lassen.

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Die Vorteile der Solukon Postprocessing-Anlage

„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.

Mit Adaptern für die EOS SLS-Fertigungssysteme der Reihen P 1 und P 5 kann das Solukon Postprocessing-System SFP770 jetzt die Wechselrahmen weiterer marktführender Drucker aufnehmen. Damit erschließt Solukon neue Märkte im Bereich Postprocessing für Polymere. Darüber hinaus wurde die einzigartige Auspackvorrichtung der SFP770 erfolgreich patentiert.

Im Herbst 2020 hatte Solukon die SFP770 erstmals vorgestellt – als Nachbearbeitungssystem für Kunststoffteile, die mit einem Drucker der EOS P 7-Reihe gefertigt wurden. Ein Kunde aus dem Automobilbereich kam mit der Anforderung auf Solukon zu, Polymerbauteile automatisch sowohl zu entpacken als auch zu reinigen, ohne dass Anwender in Kontakt mit dem Kunststoffpulver kommen. Unter Berücksichtigung aller Anforderungen wie kompakter Aufbau und maximale Flexibilität entwickelte Solukon CEO und CTO Andreas Hartmann in wenigen Monaten die passgenaue Anlage SFP770.

Das einzigartige Funktionsprinzip der SFP770

Die SFP770 ist ein weltweit einzigartiges Postprocessing-System. Denn es beinhaltet sowohl eine automatische Auspack- als auch eine Reinigungsstation für SLS-Bauteile in nur einer Anlage. Die Station ist mit den Systemen der EOS P 7-Reihe kompatibel und nimmt den gesamten Wechselrahmen des 3D-Druckers auf. Mit den neuen Adaptern kann die SFP770 auch Wechselrahmen der EOS-Drucker P 1 und P 5 integrieren.

Der Prozess der SFP770 läuft folgendermaßen ab:

1. Beladen

Der Wechselrahmen 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 vom Pulver zu trennen. Das lose Pulver wird direkt und kontaminationsfrei aus dem Siebdeckel abgesaugt und einer Materialaufbereitung oder einem Speichersilo zugeführt.

3. Übergabe

Ist der Entpackvorgang abgeschlossen, 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.

Nach der Übergabe kann das System sofort mit einem neuen Wechselrahmen beladen werden, während die Bauteile der ersten Charge im zweiten Teil der Anlage, dem Strahlkorb, gereinigt werden.

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.

Einen Einblick in das Funktionsprinzip der Anlage liefert das neue Produktvideo.
Hier wird ein P 7-Wechselrahmen beladen.

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Die zentralen Vorteile der SFP770

Mit der SFP770 ebnet Solukon den Weg hin zu einer vollständigen Automatisierung des Postprocessing und damit zur Industrialisierung des 3D-Drucks.

Durch die Automatisierung sowohl des Entpackens als auch der Übergabe an die Reinigung hat der Operator praktisch keinen Kontakt mehr zum Pulver.
Diese Kombination von Entpacken und Reinigen in einem System macht die „staubfreie AM-Fabrik“ möglich. Die Automatisierung und Kombination zweier kostenintensiver sekundärer Prozessschritte steigert zudem die Akzeptanz und Fähigkeit zur industriellen AM-Fertigung.

Ein großer Vorteil ist auch die flexible Programmierbarkeit des Postprocessing-Systems: „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 unterschiedlichster Form und Größe gleichzeitig gereinigt werden können, was die Flexibilität und Produktivität der AM-Produktion steigert“, sagt Andreas Hartmann, CEO und CTO von Solukon.

Neben dem Reinigungsprozess selbst optimiert Solukon mit der SFP770 auch die Aufbereitung des Strahlmaterials, also der Glasperlen. Während Standardsysteme in der Regel Glasperlen von Kunststoffpulver in Windsichtern oder Zyklonen abscheiden, nutzt Solukon Ultraschallsiebe. Damit werden die Glasperlen besonders sauber und es gibt praktisch keine Verluste.

Höhere Kompatibilität mit Adaptern

Mit den neuen Adaptern kann die SFP770 jetzt auch Bauteile aufnehmen und reinigen, die mit EOS P 1 oder EOS P 5-Systemen gefertigt wurden. „Schon oft haben uns Anfragen erreicht, insbesondere für ein Postprocessing-System zur EOS P 500. Da es sich hier um einen der Standard-Drucker im Kunststoffsegment handelt, steht unser Postprocessing System SFP770 mit dem passenden Adapter jetzt einem deutlich größeren Anwenderkreis zur Verfügung“, freut sich Andreas Hartmann.

Patentierte Technologie

Ebenso erfreulich ist, dass die Auspackvorrichtung der SFP770 nun durch das Europäische Patent EP 3 789 184 B1 geschützt ist.  Die Patenterteilung untermauert die Neuartigkeit des Funktionsprinzips und schützt den hohen Innovationsgrat der Anlage.

Wie es im Polymer-Postprocessing weitergeht

Nach der erfolgreichen Einführung und dem bald zweijährigen erfolgreichen Einsatz der  SFP770 in industriellen Produktionsumgebungen sieht sich Solukon für weitere die Integration der SFP770 in vollautomatisierte Produktionsanlagen gewappnet.

„Für die Kunststoffproduktion erwarten wir einen Trend zu einer stärkeren Fokussierung auf die Nachbearbeitung, weil dies der entscheidende Schritt ist, um zu beeinflussen, ob man wirklich in Serie produziert oder nicht. Man kann einen Produktionsprozess für die Serienproduktion optimieren, so viel man will, aber wenn die anschließende Nachbearbeitung nicht die gleichen hohen Standards erfüllt, wird es keine echte Serienproduktion geben. Wir bei Solukon rechnen daher mit einem erhöhten Bedarf an automatisierten Auspack- und Reinigungsstationen.
Deshalb sind wir bereit, auch die Be- und Entladung zu automatisieren. Gespräche darüber sind mit internationalen Herstellern und Systemlieferanten bereits in vollem Gange. Wir sind stolz, die Zukunft der additiven Fertigung in diesem Bereich mitgestalten zu dürfen“, freut sich Andreas Hartmann.