Der neue Fuse X1: Ein erschwinglicher industrieller SLS-3D-Drucker von Formlabs

Der Fuse X1 liefert SLS-Teile in Produktionsqualität in einer neuen Größenordnung, mit 7,5-mal so viel Druckvolumen wie der Fuse 1+ 30W. Bisher war die Herstellung großer Teile mit teuren Auslagerungen oder zusätzlicher Arbeitskraft verbunden, da große Teile in Abschnitte unterteilt, gedruckt und anschließend zusammengeklebt werden mussten. Mit einem Druckvolumen von 330 × 330 × 565 mm und einer maximalen Bauteillänge von 713 mm ermöglicht der Fuse X1 den Druck großer Teile ohne umfangreiche Unterteilung. Dadurch werden die Kosten gesenkt, der Arbeitsaufwand reduziert und die Zeitpläne verkürzt. 

Der Fuse X1 liefert diese großen Teile auf einer kleinen Grundfläche von 1,3 m²  (12,5 ft²), also auf weniger als der Hälfte der Grundfläche herkömmlicher Industrie-Drucker und ist dabei nur etwa 2,5-mal so groß wie der Fuse 1+ 30W. So wird der Druck großer Teile auch in kleinen Räumen möglich. 

Designs können nur so schnell iteriert werden, wie es die Werkzeuge zulassen. Vom Rahmen über die Körbe bis hin zu den Sonnenschirmen werden die Elektrofahrräder und das Zubehör von Radio Flyer im eigenen Haus entworfen. Vor einigen Jahren, als Radio Flyer mit der Entwicklung von E-Bikes begann, dauerte es noch zwei Monate, einen Rahmen zu prototypisieren. Zunächst wurde ein Metallrahmen gebaut. Anschließend wurde dieser mit kleineren Druckteilen, gedruckt auf mehreren Druckern, verkleidet. Das große Druckvolumen des Form 4L und die robusten Materialien ermöglichten es den Ingenieuren, auf den Metallrahmen zu verzichten und das CAD-Modell in 19 Drucke aufzuteilen. Dies erforderte eine Woche Druckzeit, gefolgt von mehreren Tagen, in denen die Teile zusammengeklebt wurden. 

Mit dem Fuse X1 kann der Fahrradrahmen Flyer Loop in nur einem Druckvorgang gefertigt werden. LoBello zufolge sind die Teile maßgenau und lassen sich daher problemlos zusammenfügen, was ihm einen neunmal geringeren Arbeitsaufwand und Prototypen in 10 % der Zeit bringt. Dadurch kann LoBello mehr Iterationen durchführen und sich auf das Design des Endprodukts konzentrieren, anstatt auf das Design für den Druck.

Das große Druckvolumen des Fuse X1, kombiniert mit einer Packdichte von über 30 %, ermöglicht die Herstellung von Teilen in Produktionsqualität zu 50 % niedrigeren Kosten als bei konkurrierenden Druckern und das bei halbem Platzbedarf. Diese niedrigen Pro-Teil-Kosten machen die Fertigung zugänglicher als je zuvor. Nutzen Sie die Formlabs-API, um den Fuse X1 in Ihr Manufacturing Execution System (MES) zu integrieren und so die Produktion zu optimieren. 

Zum Zeitpunkt der Ankündigung ist für den Fuse X1 Nylon 12 Powder erhältlich, ein vielseitiges und biokompatibles Material mit hoher Detailtreue und Maßgenauigkeit. Einstellungen für zusätzliche Materialien folgen in Kürze: Nylon 11 Powder wird bis Ende 2026 verfügbar sein, und sowohl Nylon 12 GF Powder als auch TPU Powder bis Sommer 2027. Um die niedrigsten Pro-Teil-Kosten zu erzielen, bieten wir Mengenrabatte auf Pulver für alle Formlabs-Materialien an. Kontaktieren Sie unser Vertriebsteam, um eine Großbestellung aufzugeben.

Um 10.000 3D-gedruckte Teile pro Woche zu liefern, muss jeder Quadratmeter einer Anlage einen hohen Durchsatz realisieren. Die Drucker müssen schnell und zuverlässig sein und dabei niedrige Pro-Teil-Kosten bieten. Bei Autotiv laufen rund um die Uhr über 200 Drucker und liefern Teile für Kunden in den USA und darüber hinaus – oft innerhalb eines einzigen Werktags. 

Vor dem Fuse X1 druckte Autotiv große Teile auf seinem älteren SLS-3D-Drucker Farsoon SS403P, der etwa 70 Stunden pro Zyklus benötigte. Mit einem Zyklus von etwa 24 Stunden kann Autotiv auf einem Fuse X1 effektiv zwei oder drei Druckaufträge durchführen, während auf dem Farsoon in derselben Zeit nur ein Druckauftrag möglich wäre. So kann das Unternehmen die Produktion skalieren, ohne mehr Platz zu beanspruchen, und große SLS-Teile mit drastisch verkürzten Vorlaufzeiten an die Kunden liefern. 

Dank der Mengenrabatte auf Pulver und schnellen Druckzeiten erzielt der Fuse X1 geringe Pro-Teil-Kosten und eine schnelle Kapitalrendite, sodass Autotiv die SLS-3D-Druckproduktion mit dem Fuse X1 problemlos weiter ausbauen kann. 

Der Fuse X1 liefert große Teile noch am selben Tag und das mit 3-fachem Durchsatz im Vergleich zu Konkurrenzprodukten und 5-fachem Durchsatz im Vergleich zum Fuse 1+ 30W. 

Die adaptive Temperaturregelung ist eine neue thermische Architektur, die stabile Druckbedingungen in der gesamten Baukammer gewährleistet. Das Gerät sammelt und verarbeitet 700-mal mehr Wärmedaten pro Sekunde als der Fuse 1+ 30W. Auf Grundlage dieser Daten werden 13 unabhängige Wärmezonen gesteuert, die das Pulver von der ersten bis zur letzten Schicht auf eine unglaublich präzise und stabile Temperatur bringen, halten und sintern. Dies sichert eine uneingeschränkte Freiheit und eine hervorragende Teilqualität.

Die adaptive Temperaturregelung bietet erstmals eine unbegrenzte Packdichte im großformatigen SLS. Während die maximale Packdichte für MJF-3D-Drucker etwa 10 % und für ältere SLS-Großformatdrucker etwa 20 % beträgt, kann der Fuse X1 eine Packdichte von über 30 % erreichen, sodass mehr Teile pro Druckvorgang gefertigt werden können und eine beispiellose Produktivität erzielt wird.

Drucke werden in PreForm eingerichtet, der kostenlosen Druckvorbereitungssoftware von Formlabs. Die Packdichte des Fuse X1 wird nur durch die Geometrie der Teile begrenzt. Zwischen den Teilen ist lediglich ein Abstand von 1 mm erforderlich, und die Druckeinrichtung wird durch die Teile bestimmt.

Bei Tesla Giga in Nevada liefert die Abteilung für additive Fertigung 10 000 bis 30 000 Teile pro Woche. Die Drucker müssen schnell sein, die Umrüstzeiten minimal und die Betriebszeit ist entscheidend.

Das Team von Tesla verwendet einen nicht abfärbenden Abstandshalter, um das Glas zu halten, ohne es zu beschädigen oder zu markieren. Es ist ein Provisorium, das sechs Monate lang benötigt wird. Jepsen hatte zunächst in Erwägung gezogen, die nicht abfärbenden Abstandshalter spritzgießen zu lassen, stellte jedoch fest, dass die Pro-Teil-Kosten beim SLS-3D-Druck wettbewerbsfähiger waren. Vor dem Fuse X1 druckte Jepsen 10 000 bis 20 000 nicht abfärbende Abstandshalter pro Monat in dedizierten Druckaufträgen, da bei herkömmlichen großformatigen SLS-3D-Druckern das Bestücken kleiner Teile um ein großes Teil herum die Maßgenauigkeit der Teile beeinträchtigen würde, da dann die Temperaturregelung unzureichend ist. Dank der hohen Packdichten, die durch die adaptive Temperaturregelung des Fuse X1 ermöglicht werden, sagt Jepsen: „Mit dem X1 können wir diese Teile um andere Teile herum anordnen und so den ansonsten leeren Raum nutzen, was unsere Pro-Teil-Kosten weiter senkt.“

Das Drucken der nicht abfärbenden Abstandshalter mit älteren SLS-Druckern war aufgrund der erforderlichen Einzelanfertigungen kostspieliger, sodass es auch Sinn gemacht hätte, nach zwei bis drei Monaten auf Spritzguss umzusteigen. Jepsen aber sagt: „Jetzt, mit den geringeren Pro-Teil-Kosten auf dem Fuse X1, ändert sich die Rechnung komplett und wir werden vielleicht überhaupt nicht auf Spritzguss umsteigen.“

Die Ingenieure von Formlabs haben auf der Technologie des Fuse 1+ 30W aufbauend für den Fuse X1 die KI-gestützte Print Intelligence™ entwickelt. Print Intelligence überwacht, passt an und schützt jede Phase des Druckprozesses und sorgt so für den zuverlässigen und benutzerfreundlichen Druck, den Sie von Formlabs gewohnt sind. 

Eine der häufigsten Ursachen für Fehldrucke im SLS-Verfahren sind Fremdkörper. Ein einziges Haar kann einen ganzen Druck ruinieren und Kosten von Tausenden von Euro wegen Ausfallzeiten verursachen. Print Intelligence verhindert dieses Problem, indem es Fehler in Echtzeit erkennt und das betroffene Teil selektiv von den folgenden Schichten entfernt. Bei einem anderen Drucker könnte ein einzelnes Haar zu sich summierenden Defekten führen, die den gesamten Druck ruinieren. Beim Fuse X1 isoliert Print Intelligence den Fehler und schließt den Rest des Drucks ab, um den Teilertrag zu maximieren. 

Print Intelligence umfasst fünf integrierte Subsysteme: 

• Die KI-Fehlerprävention nutzt Computer Vision, um jede Schicht mit Hilfe von Echtzeit-Thermografie zu überwachen und Anomalien zu erkennen, bevor Ihr Druckauftrag fehlschlägt. Print Intelligence™ erkennt Fehler an Teilen in Echtzeit und entfernt das betroffene Teil selektiv aus den folgenden Schichten, um Material und Zeit zu sparen. 

• Die Temperaturregelung hält stabile Bedingungen im gesamten Bauvolumen aufrecht, indem sie 13 unabhängig gesteuerte Wärmeleitungen nutzt, die Temperatur und Heizstrom kontinuierlich überwachen und die Aufnahmen der Wärmekamera auswertet.

• Die Bewegungssteuerung sorgt für einen gleichmäßigen Betrieb von Nachbeschichter und Dosierer durch eine Closed-loop-Bewegungssteuerung auf fünf Achsen mit Encoder-Rückmeldung.

• Die Systemüberwachung prüft kontinuierlich die Betriebsbereitschaft und -stabilität des Systems durch Kontrolle des Kammerdrucks, Überwachung des Pulverstands und Verriegelungsüberwachung.

• Die Optiksteuerung sorgt für eine gleichbleibende Leistung während des gesamten Drucks durch die Echtzeitregelung des 120-W-Lasers und der Hochleistungs-Galvanometer, einschließlich Temperatur, Stromstärke und IR-Fenster-Transparenz.

Diese Subsysteme überwachen den Druck, um Probleme zu erkennen, bevor sie einen gesamten Druckauftrag ruinieren. Das spart Zeit und Material und stellt sicher, dass Sie Ihre Teile dann erhalten, wenn Sie sie brauchen.

Während herkömmliche 3D-Drucker mit Pulverbettfusion eine kostspielige Einrichtung, spezielle HLK-Anlagen und mehrere Tage Aufbau durch einen Techniker erfordern, kann der Fuse X1 durch eine Standardtür gerollt und in weniger als einer Stunde installiert werden, sodass Sie schon am ersten Tag mit dem Drucken beginnen können. Um die Installation und den Druck ohne Nachrüstung des Betriebs zu ermöglichen, werden einphasiger Strom und externes Stickstoffgas benötigt.

Mit einer Stellfläche von 1,3 m² (12,5 ft²) beansprucht der Fuse X1 weniger als die Hälfte des Platzes eines herkömmlichen industriellen Druckers. Daher finden doppelt so viele Drucker auf demselben Raum Platz, wodurch der Durchsatz pro Quadratmeter maximiert wird und selbst kleine Prototypenlabore auch große Teile liefern können.

Formlabs hat sich der Entwicklung von Werkzeugen verschrieben, die es jedem ermöglichen, seine Ideen Wirklichkeit werden zu lassen. Mit dem Ecosystem des Fuse X1 ist industrielles SLS im Großformat jetzt zugänglich, sodass Anwender größere Teile oder höhere Stückzahlen als je zuvor drucken können – und das alles zu niedrigeren Pro-Teil-Kosten.

Erkunden Sie das Ecosystem des Fuse X1, um mehr zu erfahren, oder kontaktieren Sie unser Vertriebsteam, um mit dem Drucken zu beginnen.