Wir arbeiten mit einem Kartuschenkonzept. Die Kartuschen enthalten/sammeln das Pulver und bieten so einen geschlossenen Pulverkreislauf. Die Kartuschen selbst sind verschlossen und öffnen sich beim Einschub in die Anlage von selbst. Ebenso verschließen sie sich beim Herausnehmen.

Die gesamte Mechanik und der Positionierungsmotor für die Bauplattform sitzt in den Kartuschen.

Somit ist gewährleistet, dass der Anwender keinen direkten Kontakt mit dem Pulver hat. Die Sicherheit und Gesundheit der Anwender sind für uns das oberste Gebot.

Die bei der additiven Fertigung mit dem Drucker eingesetzten Metallpulver besitzen sehr feine Korngrößen und können gesundheitsschädlich oder reaktiv sein. Üblicherweise erfordert dies besondere technische Ausrüstungen und zuletzt Persönliche Schutzausrüstung (PSA). Bei dem AL3D-METAL System befindet sich das gesamte Pulverhandling sicher in geschlossenen Baukammern, Kartuschen und Pulverbehältern. Das ist im Markt einmalig und definiert den Standard der Arbeitssicherheit in der additiven Fertigung neu.

Die Entwicklung und Produktion der Systeme finden ausschließlich in Deutschland statt. Wir beziehen die Komponenten, soweit es geht, von lokalen Produzenten und unterstützen damit die Wirtschaft vor Ort. Die Fertigung der Maschinen findet bei ALPHA LASER GmbH in Puchheim statt.

Auf Anfrage erhalten Sie gerne ein Rechenbeispiel, welches auf Ihre Erfahrungswerte und täglichen Bedürfnissen angepasst wird. Somit erhalten Sie eine sehr genaue Maschinen- und Materialkalkulation.

Das System besteht aus dem Drucker, der Entpackstation und 3 Kartuschen.

Ja, das ist das Konzept unseres sicheren Pulverhandlings. Sobald ohne Entpackstation gearbeitet wird, kommen Sie direkt mit dem Pulver in Kontakt. Unser Konzept des „Kreislaufs“, soll vermeiden, dass Sie oder Ihre Mitarbeitenden mit dem eingesetzten Metallpulver, das häufig sehr feine Korngrößen hat und gesundheitsschädlich oder reaktiv ist, in Berührung kommen.

Wir setzten einen 200 W Faserlaser der Firma IPG ein.

In diesem System wird nur eine max. Leistung von 200 W benutzt. Die Laserleistung kann vor und während des Druckprozesses festgelegt und während des Prozesses variiert werden.

Das ist abhängig vom verwendeten Material. Bei stark reflektierendem Material wird deutlich mehr Energie benötigt als bei stark absorbierendem Material (siehe Parameterliste mit bereits getesteten Materialien). Die Leistung hängt auch von der gewünschten Auflösung und Baugeschwindigkeit ab. Je größer die Schichtdicke desto geringer die Auflösung und desto höher die benötigte Leistung. Qualität vs. Geschwindigkeit.

Das System weist einen 50 µm Laserspot auf.

Ja und nein.

Um die beste Dichte und die beste Feinstruktur zu erhalten, ist unsere Spotgröße 50 µm fix. Wir haben jedoch die Möglichkeit, einen Parameter namens "De-focussing" einzurichten, mit dem der 50-µm-Spot defokussiert werden kann, und zwar in Prozent %, in Plus und Minus. Damit lässt sich eine andere Spotgröße in oder auf der Pulveroberfläche erzeugen.

Bei einem Spot von 50 µm kommt es immer noch auf die eingestellten Schichtdicken-/höhen an. Wir drucken in der Schichthöhe zwischen 10 µm – 50 µm. Die kleinstmögliche druckbare geometrische Struktur ist ca. durch die doppelte Schmelzbadbreite einer Laserspur im Pulverbett definiert. Die Schmelzbadbreite hängt im Wesentlichen vom Material, der Laserleistung und der Scangeschwindigkeit ab und liegt ca. zwischen 50 und 150 µm.

Wir erreichen eine Dichte größer 99%.

STL

Der Laser besitzt eine Luftkühlung.

Die Gewährleistung für die Faserquellen beträgt 24 Monate.

Wir verwenden eine Präzisionsführung mit einer Gummilippe aus hochtemperaturfestem Silikon. Diese ermöglicht eine gute und homogene Beschichtung und ist dabei gleichzeitig prozessstabil und sehr langlebig. Sollten besondere Anforderungen an weitere Materialien vorliegen, kann dies einfach realisiert werden.

Das System benötigt 3 Kartuschen. Eine Kartusche dient als Pulver-Reservoir, eine weitere als Bauplattform und die dritte als Überlauf für das im Prozess nicht genutzte Pulver. Jede Kartusche kann allerdings jeden Job im Drucker übernehmen, da diese mechanisch identisch sind, sich jedoch in der Programmierung unterscheiden, die in der Entpackstation durchgeführt werden kann (der Einsatz jeder einzelnen Kartusche wird in der AL3D-CABIN definiert). Hier wird die Startposition der Bauplattform in der Z-Achse definiert und programmiert (ein Knopfdruck speichert die Position der Plattform). Das bedeutet, die Überlauf-Kartusche könnte, sofern das Pulver nicht verunreinigt wird, nach dem Druck entnommen und an die Position des Pulverreservoir gesetzt werden. Für jedes Material / Pulver empfehlen wir 3 Kartuschen, um eine mögliche Kreuz-Kontamination zu vermeiden.

Die Kartusche enthält im unteren Teil einen Motor und eine Präzisionshubvorrichtung, die die Plattform in der Z-Achse verfährt. Zudem hat die Kartusche einen programmierbaren Speicherchip.

In der AL3D-CABIN werden die „Nullpunkte“ der Plattform festgelegt und auf dem Chip in der Kartusche gespeichert. So können die Füllmenge und weitere Materialdaten auf der Kartusche gespeichert und zur Kommunikation zwischen Drucker, Entpackstation und Kartusche genutzt werden.

Zunächst gibt es zwei Kartuschen-Durchmesser (50 mm | 100 mm).

Die 50 mm Kartusche ist ideal für den Druck mit teuren Edelmetallen und kann mit Edelmetallinhalt sicher im Safe aufbewahrt werden. Dafür bieten wir den AL3D-METAL 200-50 mit 50 mm Durchmesser sowie 85 mm effektive Druckhöhe an.

Für Dentalanwendungen, Maschinen- und Werkzeugbau empfehlen wir das System AL3D-METAL 200-100 mit 100 mm Durchmesser der Bauplattform sowie 85 mm, 120 mm und zukünftig mit 190 mm effektive Druckhöhe.

Der Anwender wählt das für den Prozess passende Schutzgas aus. Es dürfen allerdings nur Inertgase verwendet werden. Argon oder Stickstoff sind die meistgenutzten Gase. Es sind jedoch ebenfalls Mischungen wie Argon-Helium möglich.

Wir verwenden Argon mit einer Reinheit zwischen 4.6 – 5.0. Es gilt, je reiner das vorliegende Gas desto besser. Die benötigte Reinheit ist materialabhängig, da Metalle unterschiedliche Oxidations-Neigung haben. Edestahl oder Kobalt-Chrom wird beispielsweise bei einem Restsauerstoffgehalt zwischen 0.1 – 0.5 % gedruckt. Titan wird dagegen unter 0.1 % Restsauerstoff verarbeitet.

Das System benötigt ca. 5 Liter / min im Betrieb (O2 < 0.5%), abhängig vom gewünschten Restsauerstoffgehalt Bei der Flutung der Anlage zum Systemstart ist der Verbrauch höher.

Wie empfehlen für die meisten Materialien Argon 4.6 (DIN EN ISO 14175, Reinheit 99,996 %. Argon 5.0 kostet im Vergleich zu 4.6 (99,996%) mehr als das 3-fache!

Absaugung und Filter sollten entsprechend dem verwendeten Material ausgelegt sein: Reaktive Materialien erfordern entsprechende Absaugfilter. Diese müssen den Sicherheitsbestimmungen für reaktive Materialien entsprechen. Unsere Filter sind dafür standardmäßig ausgerüstet.

Für Edelmetalle führen wir organische Filter zum Austauschen die vollveraschbar sind.

Wir haben zwei Filtersysteme: Das Standardfiltersystem ist auf dem höchsten Sicherheitslevel für reaktive Materialien (versiegelte Metallbox) und kann für alle Metalle verwendet werden. Es ist eine beim Herausnehmen selbst-verschließende Metallbox, in der der Filter integriert ist. Dadurch wird das Risiko eines Brandes oder Explosion beim Filterentnehmen auf ein Minimum reduziert.

Beim Herausnehmen schließt ein spezieller Mechanismus die Rohröffnung im Filter, so dass keine Stäube entweichen können (dennoch eine Maske tragen). Der komplette Filterkasten kann so entfernt werden. Sie können ihn wieder in den Drucker einsetzen, wenn Sie mit Ihrem Fremdmetalldruck fertig sind.

Der spezielle Filterkasten für Edelmetalle kann hingegen geöffnet werden, um die Holzfiltereinheit später aus dem Metallkasten herauszunehmen. Das ist ideal zum Recyceln und um teure Pulver zurückzugewinnen (persönliche Schutzausrüstung tragen)

Wenn Sie zwischen normalem Stahl und/oder reaktiven Materialien (Ti) sowie Edelmetall wechseln, verwenden Sie jeweils einen separaten Filterkast

Ja, wir haben an unserer Maschine aktuell mehr als 12 Materialien (steigend) für verschiedene Branchen entwickelt. Je nachdem welches Material der Kunde wünscht und abhängig vom Entwicklungsstatus wird ein entsprechender Betrag fällig.

Nein.

Die Drucker-Software bieten ein vollständiges System zum Einladen von 3D Daten und zum Erzeugen eines Druckprojektes.

Um die Druckprojekte offline an einem separaten PC vorzubereiten, bieten wir eine optionale Desktop Version an.

Ja Aktuell unterstützen wir folgende drei Softwarelösungen, aus denen direkt das gesamte Druckprojekt inklusive der Schichtdaten und Laserpfade generiert werden kann.

• Materialise Magics
• Autodesk Netfabb
• CIMsystems Pyramis

Darüber hinaus bieten wir eine offene Kommunikationsschnittstelle, so dass auch eigene G-Code-basierte Druckdaten eingelesen werden können.

Die Übertragung erfolgt über USB-Stick. Zudem kann das fertig vorbereitete Projekt auch vom Netzwerk (sofern verbunden) eingeladen werden.

Der Laser selbst ist wartungsfrei. Das Schutzglas in der Prozesskammer vor dem Scanner muss regelmäßig (alle 1-3 Drucke) gereinigt werden. Die Prozesskammer sollte regelmäßig ausgesaugt/gesäubert werden. Alle 1-10 Drucke, je nach Verschmutzungsgrad oder vor einem Materialwechsel.

Beschichterlippe regelmäßig tauschen, spätestens alle 10 Drucke. Die Lufteinlässe der Maschine sollten regelmäßig von Staub befreit werden, damit eine ausreichende Luftmenge zur Kühlung des Lasers eingesaugt werden kann. Der Umluftfilter muss nach Meldung der Maschine ausgetauscht werden.

Wir arbeiten mit geringem Schutzgaszufluss während des Prozesses und nur minimale Reste landen im Filter.

Der Drucker bringt eine Meldung, wenn es Zeit ist den Filter zu wechseln.

Zum Befüllen
Eine leere Kartusche wird in die AL3D-CABIN eingeschoben. Ihr Deckel öffnet sich dabei automatisch. Dann wird die Kartusche durch Drehen in die Maschine eingebunden bis diese an die Bauebene dicht schließend verbunden ist. Nun öffnen Sie die Türe an der Oberseite der "AL3D-CABIN", stellen Ihre Pulverflasche in die Kammer und schließen die Sicherheitstüre. Danach benutzen Sie die Handschuhe an der Maschine, um in der Kammer zu arbeiten. Dort können Sie die Flasche mit dem Pulver öffnen und die Kartusche füllen. Verschließen Sie die Flasche mit dem Pulver und nehmen Sie die gefüllte Kartusche heraus. Während dieses Vorgangs schließt sich der Deckel der Patrone automatisch und versiegelt das Pulver. 

Nun setzen Sie die gefüllte Kartusche in den ersten Schacht des Druckers ein.

Alle notwendigen Informationen, wie z.B. Pulvermenge, Position der Plattform, werden im Speicher der Patrone abgelegt, und der Drucker weiß, ob Sie genügend Pulver für Ihren Druck haben oder nicht.

Über das Sieben

Es ist der gleiche Vorgang, nur umgekehrt. Nach dem Druck setzen Sie die Patrone in die „AL3D-CABIN“ ein und fahren die Plattform mit dem Bauteil nach oben. Das Bauteil sowie das restliche Pulver kommen heraus. Mit einem Pinsel wird das überschüssige Pulver in einer Metallflasche, die unten am Überlauftrichter angebracht ist, gesammelt. Diese Flasche kann mit einem KF40-Anschluss versehen werden, der auch ein Standardanschluss für die Siebstation ist. 

Die Flasche hat ein manuelles Ventil zum Verschließen der Flasche. 

Um das Pulver in eine Siebstation zu füllen, dreht man die Flasche auf den Kopf, schließt sie an den Siebeinlass an und öffnet das Ventil. Das Pulver fließt dann in die Siebstation und wird gesiebt.

Wenn das Pulver nicht gesiebt werden soll, können wir auch Plastikflaschen verwenden, um das Pulver aufzufangen, um es ein zweites Mal zu verwenden oder es zum Recycling zurückzuschicken. Abhängig davon, was der Kunde tun möchte. 

Nein. Die Kartusche meldet der Software die Ist-Position der Plattform in der Kartusche. Mit dieser Information weiß der Drucker wieviel Pulver / Verfahrweg der Pulverplattform zu Verfügung steht und berechnet, ob das für den eingestellten Baujob ausreicht.

Ja

Der Druckprozess pausiert automatisch, sobald das Pulver leer ist. Die leere Kartusche kann aus dem Drucker entfernt und eine neu befüllte Kartusche eingesetzt werden. Der Druck wird dann an der Stelle fortgesetzt. Dieser Vorgang kann auch manuell getriggert werden.

Ein Anwender benötigt weniger als 10 min. Der Pulverwechsel gestaltet sich einfach und unkompliziert.Die Kammer ist schnell gesäubert, da das System nur eine kleine Kontaktfläche mit dem Pulver in der Maschine aufweist.

Das überschüssige Pulver am besten in die entsprechende Kartusche für dieses Material füllen oder ein geeignetes Auffangbehältnis verwenden, welches in der Entpackstation montiert werden kann. Somit wird eine Kreuz-Kontamination verhindert.

Wird auf völlig artfremde Pulver (Edelstahl <-> Aluminium <-> Titan) gewechselt, müssen gegebenen-falls Filter und Verschlauchung getauscht werden. Dies ist in weniger als 30 Minuten möglich.

Das ist signifikant abhängig vom Material und Struktur des Teils. Bei großflächigen Teilen entsteht weniger Abrieb, bei sehr dünnen und feinen Strukturen können die scharfen Kanten die Lippe früher beschädigen. Wir empfehlen die Gummilippe an dem Beschichter nach Beobachtung und Selbsteinschätzung alle 10 Druckdurchläufe oder bei Bedarf zu wechseln. Auf jeden Fall sobald Spuren/Rillen im Pulver erkennbar sind.

Der Wechsel der Rakel erfolgt in der Regel in weniger als 5 Minuten. Hierzu ist eine Befestigungsschraube der Rakel zu lösen, dieser zu entnehmen und dann kann auch schon die Gummilippe kann entfernt und die neue wieder montiert werden.

In der Entpackstation wird die Bauplattform mit dem gedruckten Objekt und überschüssigem Pulver aus der Kartusche herausgefahren. Das Pulver kann mittels Pinsel oder Staubsauger vom Objekt entfernt und in das vorgesehene Auffangbehältnis gebracht werden. Das Objekt kann nun mit der Bauplattform aus der Kartusche herausgeschraubt werden.

Die Bauplattform wird über ein Gewinde in die Aufnahme der Kartusche ein-/ausgeschraubt.

Das hängt sehr stark vom Model und den Parametern sowie der Volumenfüllung der Objekte ab. Die Fertigungsgeschwindigkeit liegt bei ca. 1-8 cm³/h.

Ja. Erhöht man die Schichthöhe von 20 µm auf 50 µm reduziert sich die Bauzeit wesentlich. Dadurch wird jedoch auch die Auflösung reduziert, es müssen üblicherweise auch die Prozessparameter angepasst werden.

Eisenbasis-Legierungen wie 316L, H13, 1.2709, des weiteren Bronze CuSn10, Gold, Silber, Platin, CoCr-Dentallegierungen und Titan. Weitere Materialien gemäß der Materialdatenbank.

Die Materialdatenbank wird stetig erweitert, sprechen Sie uns auf Ihr gewünschtes Material direkt an.

Typischerweise liegt die Pulverkörnung bei 15 µm - 45 µm. Verwenden dürfen Sie selbstverständlich andere Pulver. Hierfür können wir aber keine Garantie für gute Ergebnisse aussprechen, da die Pulver wie angegeben getestet wurden.

Gerne können Sie Ihre Pulver im eigenen Versuchsaufbau testen und die Parameter entsprechend anpassen.

Die Kosten der Pulver variieren unter den Herstellern und der Art der Qualifizierung und Zertifizierung.

Sprechen Sie Ihren Pulverlieferanten oder uns gerne an.

Es darf nur Pulver verwendet werden, dessen Partikelgröße zwischen 10 - 50 µm liegt.

Weiterhin muss das Pulver eine geeignete Fließfähigkeit aufweisen. Hierzu ausschließlich sphärische Pulverpartikel verwenden. Solche Pulver werden durch Gasverdüsung hergestellt. Das Pulver muss trocken sein, da Wasser zu sehr starker Reduzierung der Fließfähigkeit und im Druck zu Defekten führen kann. Daher kann je nach Lagerung und klimatischer Bedingung eine Pulvertrocknung sinnvoll sein. Je feiner das Pulver desto weniger fließfähig ist es und die Benetzung der Bauplattform wird erschwert.

Ist es zu grob ist die Benetzung zwar ausgezeichnet allerdings die Oberfläche der Teile recht rau.

Ein gutes Mittelmaß sollte hier die Wahl sein.

Grundsätzlich können von jedem Hersteller die Pulver verwendet werden. Es bestehen aber Entwicklungskooperationen wo stetig an den besten Parametern für die jeweilige Legierung weiterentwickelt wird. Die von uns entwickelten Parameter für eine spezielle Legierung kann von Pulverhersteller zu Hersteller zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Daher empfehlen wir zu den Parametern auch immer das entsprechende Pulver/Hersteller. Für andere Hersteller übernehmen wir keine Garantie, dass die Parameter die gleichen Ergebnisse liefern. 

Wenn es auf hohe Dichte- und Oberflächenqualität im hergestellten Teil ankommt, sollte das Pulver möglichst nach jedem Druck entsprechend gesiebt werden. 

Im besten Fall, neues Pulver benutzen und das „alte“ Pulver sammeln zum Recyceln oder durch „Auffrischen“ mit neuem Pulver mischen. 

Hierfür haben wir entsprechende Sieblösungen, die angeboten werden können. Anschließend sollte das alte Pulver mit neuem Pulver im Verhältnis 1:3 „aufgefrischt“ werden. 

Ja, Pulver kann unter Umständen altern. Sprich, es beginnt mit Sauerstoff zu reagieren, welches die Qualität des Druckergebnisses beeinflussen kann. 

Während des Druckprozess entstehen minimal Schmauchpartikel, die sich im Pulverbett absetzen können und das Pulver zusätzlich verunreinigen. 

Zu reaktiven Materialien gehören z.B. Titan- und Aluminiumpulver. Diese benötigen nur eine sehr niedrige Zündenergie und weisen eine sehr hohe Affinität zur Sauerstoffanbindung auf. Somit reagieren sie sehr schnell mit dem Luftsauerstoff und es kommt zu einer schnellen exothermen Reaktion, es wird warm und kann glimmen / brennen oder gegebenenfalls explodieren. 

In unserer Maschine dürfen keine selbstentzündlichen Materialien mit einer Zündtemperatur unter 200°C verarbeitet werden. 

Die Filter werden entsprechend der Bestimmungen der lokalen Entsorgungsbetriebe entsorgt. Beim Druck von edlen Legierungen wie Gold, ist dieser entweder nach Absprache zum Pulverlieferant zu versenden oder an eine Scheideanstalt die Ihnen den Goldwert erstattet. 

Nein. Es gibt spezielle Drucker die diese Lösung durch einen zusätzlichen Sinterpro.