Fronius setzt beim Metall-3D-Druck auf drahtbasierte additive Fertigung

Fronius baut seine Lösungen für die additive Fertigung von Metallbauteilen weiter aus. Im Mittelpunkt steht das draht- und lichtbogenbasierte Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Mit dem Verfahren lassen sich metallische Bauteile schichtweise aufbauen, wobei Fronius auf seinen CMT-Schweißprozess und die speziell für additive Anwendungen entwickelten Kennlinien von CMT Additive Pro setzt.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für komplexe Geometrien sowie Anwendungen, bei denen eine hohe Flexibilität beim Bauteildesign und gleichzeitig eine hohe Abschmelzleistung gefragt sind. Fronius sieht Einsatzmöglichkeiten vor allem im Prototypenbau und bei Kleinserien.

Verarbeitet werden können unterschiedliche metallische Werkstoffe. Dazu zählen niedriglegierte Stähle und nichtrostende Stähle ebenso wie Aluminium und Nickelbasislegierungen.

Material nur dort einsetzen, wo es benötigt wird

Ein wesentlicher Vorteil der additiven Fertigung liegt im schichtweisen Aufbau des Werkstücks. Anders als bei abtragenden Fertigungsverfahren wird Material gezielt dort aufgebracht, wo es für das Bauteil benötigt wird. Dadurch lässt sich der Materialverbrauch reduzieren.

Weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben sich bei der bedarfsgerechten Herstellung von Ersatzteilen und Werkzeugen. Bauteile können bei Bedarf gefertigt werden, wodurch sich nach Angaben von Fronius unter anderem Aufwand für Lagerhaltung und Transport verringern lässt. Auch komplexe Werkzeuge oder Gussformen können je nach Anwendung entfallen.

CMT Additive Pro stabilisiert den Lagenaufbau

Eine zentrale Rolle spielt die Prozesskontrolle. Der CMT-Prozess arbeitet mit einer reversierenden Drahtbewegung und ermöglicht dadurch einen gleichmäßigen und weitgehend spritzerfreien Materialauftrag. Die für die additive Fertigung entwickelten CMT-Additive-Pro-Kennlinien sollen insbesondere Reproduzierbarkeit und gleichmäßigen Lagenaufbau verbessern.

Zu den Funktionen gehört ein Abschmelzraten-Stabilisator, der die Abschmelzrate über den Schweißprozess regelt. Mit der Leistungskorrektur lässt sich zudem der Wärmeeintrag anpassen, um die Nahtgeometrie auch bei steigenden Bauteiltemperaturen möglichst konstant zu halten.

Für Stahl und andere Werkstoffe mit geringer elektrischer Leitfähigkeit bietet das System darüber hinaus eine Echtzeitmessung des Contact Tip to Work Distance (CTWD). Damit ist während des Schweißprozesses eine Positionsrückmeldung ohne zusätzliche externe Sensorik möglich.

Neben der Anlagentechnik bietet Fronius Unterstützung von der Machbarkeitsstudie über die Herstellung erster Prototypen bis zur Vor- beziehungsweise Nullserie. Dafür betreibt das Unternehmen in Wels in Oberösterreich ein rund 900 Quadratmeter großes Prototypenzentrum mit abgeschotteten Roboterzellen und entsprechenden Fertigungsanlagen.

Quelle und Fotos: Fronius International GmbH