Dreifache Durchsatzrate, halbe Größe: Wie der Fuse X1 einem Dienstleistungsunternehmen ermöglichte, SLS zu skalieren

Um 10.000 3D-gedruckte Teile pro Woche zu liefern, muss jeder Quadratmeter einer Anlage einen hohen Durchsatz realisieren. 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 Drohnen, Robotik, Konsumgüter und medizinische Prototypen für Kunden in den USA und darüber hinaus – oft innerhalb eines einzigen Werktages.

Mit der Einführung des Fuse X1 erhöhte Autotiv den Durchsatz von SLS-Teilen. Die hohe Druckgeschwindigkeit und die Möglichkeit, eine Vielzahl unterschiedlicher Teile in einem Druckvorgang zu fertigen, ermöglicht es Autotiv, große Teile und Tausende von Kleinteilen schneller zu liefern.

Der Fuse X1 ist ein erschwinglicher, industrietauglicher 3D-Drucker für selektives Lasersintern (SLS) mit einem geringen Platzbedarf. Mit einem Druckvolumen von 63 Litern, das achtmal größer ist als das des Fuse 1+ 30W, kann Autotiv große Teile und Druckaufträge mit einer hohen Packdichte mit Hunderten von Teilen auf minimalem Raum drucken – und das alles innerhalb von 24 Stunden.

Der Durchsatz hängt von der Packdichte ab – bei einem größeren Druckvolumen mit niedriger Packdichte werden weniger Teile pro Druck produziert als bei einem kleineren Druckvolumen mit hoher Packdichte. Der Fuse X1 baut auf der thermischen Verarbeitungskraft des Fuse 1 und Fuse 1+ 30W auf, wodurch er 700-mal mehr thermische Daten pro Sekunde verarbeitet. Im Gegensatz zu einem Multi Jet Fusion (MJF), der eine begrenzte Packdichte aufweist, gibt es beim Fuse X1 keine Einschränkungen hinsichtlich der Packdichte oder der Platzierung in der Konstruktionskammer. Mit Dynamic Thermal Control kann der Fuse X1 die Temperatur in Echtzeit anpassen, um eine uneingeschränkte Freiheit bezüglich der Packdichte zu ermöglichen. LaBelle arbeitet routinemäßig mit Packdichten von 20–30 %.  

Bisher druckte Autotiv große Teile auf seinem Farsoon SS403P, was etwa 70 Stunden pro Zyklus dauerte. 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.

Der Fuse X1 ist mit Print Intelligence™ ausgestattet, einer KI-gestützten Echtzeit-Intelligenzarchitektur, die jeden Schritt des Druckprozesses überwacht, anpasst und schützt. Die neue Funktion erkennt Probleme, bevor sie auftreten, und verhindert so, dass Benutzer mit fehlgeschlagenen Druckaufträgen zu kämpfen haben.

LaBelle zufolge spart er mit Print Intelligence™ auch Material. Wenn ein Teil während des Drucks fehlschlägt und der Drucker weiterdruckt, würde dies verschwendetes Pulver zur Folge haben. Wenn Print Intelligence™ ein Problem erkennt, entfernt es selektiv das betroffene Teil aus den folgenden Schichten, um Material zu sparen. Die nicht betroffenen Teile werden jedoch weiter gedruckt, was auch Zeit spart.

Teile, die auf dem Fuse X1 gedruckt wurden, werden mit dem Fuse Sift X1 nachbearbeitet, wo das Pulver zurückgewonnen wird. Autotiv verwendet anschließen den Fuse Blast zum Reinigen und Polieren. LaBelle sagt, dass es vor dem Fuse Blast fünf oder sogar sechs Stunden dauern konnte, um alle Teile eines Drucks zu entpulvern und zu reinigen. „Einmal hatte tatsächlich jemand eine Schulterverletzung wegen Überbeanspruchung, weil so viel Perlstrahlen erforderlich war“, erzählt er. Die Verwendung des Fuse Blast spart nicht nur erheblich Zeit, sondern auch Arbeitskosten. „Jetzt, da wir den Blast haben, schalten wir das Gerät ein und gehen unserer Wege. Der gesamte monotone Prozess ist endlich automatisiert.“

Das Strahlen mit dem Fuse Blast sorgt für eine glatte, seidenmatte Oberflächenbeschaffenheit. Autotiv beschichtet und lackiert die Teile jedoch auch je nach Anwendung, etwa mit der Keramikbeschichtung Cerakote. Durch diese wird nicht nur die gewünschte Oberfläche erzielt, sondern auch die Leistung der 3D-gedruckten Teile verbessert.