Die Qualitätsanforderungen steigen stetig

Gebr. Becker

Produktmanager Christian Radau erläutert im Interview, warum beim Selektiven Laserschmelzen die Gasführung so wichtig ist, wo er Optimierungspotential sieht und welche Mehrwerte sich dadurch für Anwender und Endkunden ergeben.

Im Additive Manufacturing (AM) ist die Gebr. Becker GmbH als Systemlieferant für gasdichte Umwälzgebläse, Filter und Wärmetauscher aktiv.

Können Sie uns die Gebr. Becker GmbH GmbH kurz vorstellen?
Christian Radau:
Becker ist ein international führender Hersteller im Bereich Vakuum- und Drucklufttechnik. Unsere Produkte garantieren präzises, schnelles Handling – vom Transport roher Eier bis zur Bewegung tonnenschwerer Lasten und von der Kontaktlinsen- bis zur Chip-Fertigung. Auch wo fahrbare Laseranlagen Stahlplatten zu Schiffskörpern fügen, Mehl grammgenau abgepackt wird oder vakuumgesteuerte Automaten Geld zählen, sind Becker-Geräte im Einsatz. Aktuell hat unser Unternehmen weltweit 16 Tochtergesellschaften, 30 Vertretungen und rund 800 Mitarbeiter, davon 500 in Deutschland. Gefertigt wird am Stammsitz Wuppertal, in Apolda in Thüringen sowie in Shanghai, China. Wir fertigen pro Jahr rund 125.000 Geräte und Systeme, die zu 80 Prozent in den Export gehen. Wichtig ist auch unsere enge Zusammenarbeit mit Hochschulen und Forschungsinstituten, um Innovationen voranzutreiben.

In welchen Bereichen des Additive Manufacturing ist Becker aktiv?
Radau:
Als Komponenten- und Systemlieferant liefern wir Luftversorgungssysteme, Vakuumpumpen und Verdichter in viele Bereiche des Maschinen- und Anlagenbaus. Dazu zählt Additive Manufacturing, wo wir auf jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung gasdichter Gasumwälzgebläse und von Komponenten für CO2-Laser zurückgreifen können. Unsere Systeme sind in Pulverbettanlagen im Einsatz, wo sie effiziente Prozesse und gleichbleibend hohe Qualität gedruckter Metallteile gewährleisten. Daneben bieten wir Software, Service-Dienstleistungen sowie anwendungsnahe Beratung und individuell angepasste Lösungen für unsere Kunden.

Welche Rolle spielen Gasumwälzgebläse, Wärmetauscher und Filter in AM-Anlagen?
Radau:
Eine Schutzgasatmosphäre ist beim selektiven Laserstrahlschmelzen unabdingbar. Je nach Prozess und Metallpulverwerkstoff sind als Inertgase Stickstoff oder Argon im Einsatz. Daneben gilt es, Metallspritzer und Rauch abzuführen, die beim Schmelzprozess entstehen. Denn sie könnten die schon verschmolzenen Bauteilbereiche, das Pulverbett und den Laserstrahl beinträchtigen. Das Prozessgas strömt deshalb parallel zum Pulverbett. Unsere Gasumwälzgebläse erzeugen die erforderliche Strömung. Die Auslegung hängt von der Anlagengröße, dem Bauraumvolumen und von Systemdruckverlusten ab. Die Filter, die das Prozessgas durchströmt, setzen sich nach und nach zu. Damit die Gasströmung dennoch konstant bleibt, sind Becker-Gebläse regelbar. Analog dazu sorgen unsere gasdichten Wärmetauscher für konstante Temperaturen im Bauraum. Das ist gerade in Prozessen mit hoher Laserleistung wichtig. Überdies sind unsere Gebläse für die pneumatische Förderung der Metallpulver im Einsatz.

Wo sehen Sie Optimierungspotential in der Gashandhabung für industrielle 3D-Druck-Prozesse?
Radau:
Die Qualitätsanforderungen steigen stetig, gerade wo Metallbauteile für High-Tech-Anwendungen zu fertigen sind. Einer optimalen Schutzgasatmosphäre und -strömung kommt besondere Bedeutung zu; wobei die Möglichkeit zur Anpassung an variierende Prozessbedingungen gegeben sein muss. Und es gibt weitere Faktoren für hohe Bauteilqualität: effizientes Überströmen des Pulverbetts ohne Verwirbelungen, minimaler Sauerstoffgehalt und minimale Luftfeuchte in der Baukammer. Hinzu kommt als neue Anforderung, die inerte Atmosphäre über das gesamte Pulver-Handling hinweg aufrecht zu halten. Denn Hersteller binden immer mehr vor- und nachgelagerte Prozesse in die AM-Anlagen ein. Unsere Gebläse und Komponenten weisen geringste Leck-Raten auf und sind hermetisch dicht. So kann weder Sauerstoff in die Bauräume und in die pneumatische Pulverförderung gelangen, noch Inertgas entweichen. Zusammen mit den frequenzgeregelten Antrieben der Gebläse ist das ein maßgeblicher Beitrag zu sinkenden Betriebskosten von AM-Anlagen – also ein echter Mehrwert.

Stellt der Automatisierungstrend im AM neue Anforderungen an ihre Systeme?
Radau:
Unsere Gebläse für AM basieren auf unserer VARIAIR Technologie. Sie umfasst Frequenzumrichter, die bereits über verschiedene, teils optionale Kommunikationsschnittstellen verfügen. Damit sind sie auf die Einbindung in übergeordnete Anlagensteuerungen vorbereitet.

Warum engagieren Sie sich in der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA?
Radau:
Becker engagiert sich als aktives VDMA-Mitglied in vielen Bereichen von Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik über Druck- und Papiertechnik bis Brennstoffzellen und Lasertechnologie. Als führender Komponentenhersteller im Additive Manufacturing war es nur konsequent, auch in der Arbeitsgemeinschaft mitzuwirken. Sie ist ein hervorragendes Netzwerk, in dem wir wertvolles Feedback bekommen und das uns die Möglichkeit zum Austausch mit international agierenden Maschinen- und Anlagenbauern, Dienstleistern, Materialherstellern und Forschungsinstituten bietet.

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