Additive Fertigung

Additive Fertigung hochgenauer Induktoren per Selective Laser Melting (SLM)

Mit dem Selective Laser Melting (SLM) hebt EMAG eldec die Herstellung von Induktoren auf ein neues Qualitätsniveau. In der Folge steigen die Standzeiten massiv an. Außerdem lassen sich sehr filigrane und neuartige Geometrien für ein neues Werkstückspektrum realisieren – und das perfekt reproduzierbar bei größeren Werkzeugstückzahlen.

Quantensprung für die induktive Erwärmung und das induktive Härten

Im Zentrum von perfekten Induktionsprozessen steht der Induktor. Traditionell entstehen diese Werkzeuge im Rahmen von anspruchsvollen Manufakturprozessen. Wie bei jeder manuellen Fertigung treten hierbei minimale Toleranzen auf, die sich im späteren Prozess an der Maschine ausgleichen lassen – was allerdings Zeit kostet. Dazu kommt eine weitere Herausforderung bei der Konstruktion: Für eine optimale Kühlung des Induktors darf es im Inneren keine „toten Bereiche“ mit einer geringeren Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmittels geben. Bei der manuellen Produktion lässt sich das nicht immer einfach umzusetzen, denn die Gestaltungsfreiheit der Kühlkanäle ist durch Verwendung von Rohr- bzw. Dreh- und Frästeilen stark eingeschränkt.

Vor diesem Hintergrund ist das bei EMAG eldec eingesetzte SLM-Verfahren ein Quantensprung bei der Fertigung von Induktoren

Schicht für Schicht wird das Werkzeug durch Laserauftragsschweißen im Pulverbett auf der Basis von 3D-Daten aufgebaut. Dabei lassen sich bis jetzt unerreichbare Topologien mit geringen geometrischen Einschränkungen und mit perfektem Kühlmittelfluss umsetzen. Und: Die optimierten Kühlmittelkanäle führen zu einer erhöhten Induktor-Lebensdauer. Anschließend wird das Werkzeug noch einer Wärmebehandlung unterzogen und der Induktorfuß angelötet.

Die Vorteile dieses Ansatzes sind überragend:

  • langlebiger: Die Kühlleistung des Induktors ist rundum perfekt. Die Steifigkeit additiv gefertigter Induktoren ist konventionell gefertigten weit überlegen. Dadurch steigt die Standzeit massiv an, wie zahlreiche Rückmeldungen von Kunden bestätigen.
  • grenzenloser: Es gibt kaum Limitationen in der Produktion – zum ersten Mal sind auch extrem kleine und filigrane Induktoren für ein neues Werkstückspektrum möglich. 
  • präziser: Die allgemeine Maßhaltigkeit des Werkzeugs steigt deutlich an. Zudem ist der 3D-Herstellungsprozess zu 100 Prozent reproduzierbar.
  • schneller: Alle Konstruktionsdaten fließen direkt in die additive Fertigung ein. Der Prozess von der Konstruktion bis zum Start von Funktionstests ist extrem schnell. Die Lieferzeiten von Induktoren sinken.

Den ganzen Härteprozess perfektionieren

Das SLM-Verfahren ist Teil des „High Precision Tool Systems“ – einer großen Qualitätsoffensive bei EMAG eldec rund um das Werkzeug. Es umfasst mehrere Schritte: Der Induktor entsteht per 3D-Konstruktionssoftware, wird per 3D-Druck produziert, mithilfe einer 3D-Messung hochgenau vor seiner Auslieferung überprüft und abschließend per 3D-Werkzeugaufnahme mit minimalen Toleranzen in der Härtemaschine MIND L 1000 positioniert.

Additive Fertigung

Vorteile

  • optimaler Kühlmitteldurchfluss für viel längere Werkzeug-Standzeiten
  • extreme Maßhaltigkeit 
  • 100-prozentige Reproduzierbarkeit des gesamten Prozesses
  • neues Werkstückspektrum möglich
  • schnellere Entwicklungsprozesse 
  • Eliminierung von Lötstellen

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