Die besten EBM-Drucker auf dem Markt
Der 3D-Druck stellt nach und nach die herkömmlichen Produktionsmethoden in vielen Industriezweigen auf den Kopf. Zu den innovativsten Techniken gehört das Elektronenstrahlschmelzen, besser bekannt unter dem Namen EBM. Bei diesem Verfahren wird ein hochenergetischer Elektronenstrahl verwendet, um Metallpulver wie Titan oder Kupfer Schicht für Schicht zu schmelzen. Komplexe und vor allem robuste Teile können mit diesem Verfahren hergestellt werden. Dank der Dichte und der mechanischen Leistungsfähigkeit der mit EBM gefertigten Bauteile ist sie in technisch anspruchsvollen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik oder auch der Automobilindustrie besonders beliebt. Diese Technologie wurde lange Zeit von einem einzigen Unternehmen genutzt: Arcam, ein schwedisches Unternehmen, das das EBM-Verfahren entwickelt und auf den Markt gebracht hat. Mittlerweile hat sich der Markt jedoch erweitert und auch andere Hersteller bieten 3D-Drucker an, die auf diesem Prinzip basieren. Im Folgenden haben wir für Sie eine Übersicht der besten auf dem Markt erhältlichen EBM Lösungen zusammengetragen.
Spectra H – Colibrium Additive
Die Spectra H von Colibrium Additive ist ein industrieller EBM-Drucker. Ausgestattet mit einem verlängerten Druckbett von 250 x 430 mm und der Fähigkeit, Teile bei Temperaturen von über 1.000 °C zu produzieren, ermöglicht diese Maschine die schnelle Herstellung von Teilen mit hoher Integrität und in größerem Umfang als frühere EBM-Drucker. Die Fähigkeit, bei hohen Temperaturen zu arbeiten, ist ideal für die Verarbeitung von Materialien, die zur Rissbildung neigen. Bewegliche Hitzeschilde verbessern die Isolierung und schaffen ein optimales Umfeld für die Herstellung von hochqualitativen Bauteilen. Der selbstkalibrierte 6-kW-Strahl ermöglicht zudem eine attraktive Druckgeschwindigkeit für die Großserienproduktion. Besonders hervorzuheben ist die Point Melt-Technologie, die bei allen Spectra EBM-Druckern von Colibrium Additive verfügbar ist: ein Verfahren, bei dem das Metallpulver in kleinen „Punkten“ geschmolzen wird und nicht wie üblich in Linien. Diese Technologie ermöglicht eine präzisere Temperatursteuerung, wodurch thermische Gradienten und die Notwendigkeit des Sinterns verringert werden, sodass eine bessere Oberflächenqualität gewährleistet wird.
Das Innenleben des Spectra H (Bild: Colibrium Additive)
Calibur3 – Wayland Additive
Das britische Unternehmen Wayland Additive wurde 2015 von einem engagierten Team von Halbleiterexperten gegründet. Sie verfügen über umfangreiche Erfahrungen in der Elektronenstrahlfertigung und denken sich nun: Wir wollen die laser- und elektronenstrahlbasierte additive Fertigung weiterentwickeln. Seine innovative NeuBeam®-Technologie ist laut Wayland Additive in der Lage, die Stabilitätsprobleme herkömmlicher Elektronenstrahlsysteme zu überwinden. Dies funktioniert und dank eines sogenannten Ladungsneutralisierungsschritts, bei dem positiv geladene Ionen geflutet werden, um negative Ladungen im Druckbett selbst zu neutralisieren. Dadurch ist es möglich, das Vorsintern des Pulverbettes zu eliminieren, was zu besseren Eigenschaften, kürzeren Bauzeiten und weniger Nachbearbeitung führt. Diese Technologie ist im Calibur3 3D-Drucker kommerziell verfügbar. Die Metall-AM-Lösung zeichnet sich durch ein offenes System aus, das die Entwicklung neuer Verarbeitungsparameter ermöglicht, und ist zudem materialunabhängig. Dank eines relativ großen Bauvolumens von 300 x 300 x 450 mm ist es außerdem möglich, entweder große Einzelteile oder mehrere Teile pro Durchgang zu drucken.
Der Caliber3 mit seiner innovativen NeuBeam® Technologie (Bild: Wayland Additive)
Freemelt ONE – Freemelt
Freemelt ist ein schwedisches Unternehmen, das 2017 von Ingenieuren von Arcam, einem Pionier der EBM-Technologie für die additive Fertigung, gegründet wurde. Der Freemelt® ONE ist einer ihrer drei einzigartigen Drucker, die speziell für die Forschung entwickelt wurden. Der Drucker hat ein gehäuseloses Design, so dass der Zugang zur Vakuumkammer einfach erreichbar ist und die Integration von Fremdgeräten erleichtert wird. Sein Elektronenstrahl hat eine Leistung von 6 kW und behält die Strahlqualität über den gesamten Leistungsbereich bei. Dadurch kann er Temperaturen von über 1200 °C erreichen und mit modernen Materialien arbeiten. Die Vakuumkammer hat ein Volumen von 70 Litern und ist mit einem Zuführsystem ausgestattet, das kleine Pulvermengen verarbeiten kann, schnelle Materialwechsel ermöglicht und die Pump- und Kühlzeiten verkürzt. Die dazugehörige Software Field Construct wurde optimiert, um den Elektronenstrahl mit hoher Präzision über Magnetfelder zu steuern, ohne auf komplexe Hardware angewiesen zu sein. Dies ermöglicht schnelle und genaue Bewegungen des EBM-Druckers.
Der Freemelt® ONE ist ein EBM-Drucker ohne Druckabdeckung und eignet sich ideal für Forschungszwecke (Bild: Freemelt)
T200 – Xi’an Sailong Metal
Der von Xi’an Sailong Metal entwickelte 3D-Drucker T200 wurde für die fortschrittliche Herstellung komplexer Metallteile konzipiert, insbesondere für die Medizin- und Luftfahrtindustrie. Er basiert auf der SEBM-Technologie (Selective Electron Beam Melting) und verfügt über einen hochpräzisen Elektronenstrahl mit einer Leistung von 6 kW, der die Pulverbasis auf bis zu 1100 °C vorheizen kann. Mit einem maximalen Fertigungsvolumen von 200 × 200 × 450 mm ermöglicht diese Lösung die effiziente Herstellung von großen Bauteilen wie orthopädischen Implantaten und Titan-Aluminium-Turbinen. Mit einem Strahldurchmesser von weniger als 100 μm bietet der T200 hohe Präzision und Produktionskontinuität. Der Drucker arbeitet in einer kontrollierten Vakuumumgebung, was für reinere Teile und weniger Nachbearbeitung sorgt. Darüber hinaus optimiert das Pulverzufuhrsystem die Prozessstabilität und verringert die Abhängigkeit von der Fließfähigkeit des Materials.
Erreichen Sie eine hohe Präzision und Produktionskontinuität mit dem T200 (Bild: Xi’an Sailong Metal)
JAM-5200 EBM – JEOL
Der 4.900 kg schwere 3D-Drucker verwendet einen Elektronenstrahl mit einer maximalen Leistung von 6 kW. Seine Kathode hat eine Lebensdauer von ca. 1.500 Stunden, wodurch die mit dem Austausch verbundenen Produktionsunterbrechungen auf ein Minimum reduziert werden. Das System passt die Achse und die Form des Strahls automatisch an die Bestrahlungsposition an. Im Gegensatz zu anderen Technologien wird kein Heliumgas benötigt, um das Pulver einzuschließen, was die Herstellung in einer sauberen Umgebung zu geringeren Kosten ermöglicht. Zudem bleibt die Kathodenoberfläche erhalten und die Stabilität des Strahls wird gewährleistet. Der Drucker verfügt außerdem über ein integriertes Fernüberwachungssystem und ermöglicht die gleichzeitige Herstellung mehrerer Teile in einem einzigen Druckvorgang. Es muss kaum geschnitten werden, was die Materialverschwendung verringert, und das Metallpulver kann wiederverwendet werden, wodurch Ressourcen und Produktionskosten optimiert werden können.
Der JAM-5200 überzeugt mit seinem integrierten Fernüberwachungssystem und einer geringen Materialverschwendung (Bild: JEOL)
PM EBM 30S – pro-beam additive
Der in Deutschland ansässige 3D-Drucker-Hersteller pro-beam additive glänzt mit seinem Modell des PM EBM 30S. Er umfasst 6,4 x 3,5 x 3,3 m mit einer maximalen Strahlleistung von 15 kW. Dieser höchst effiziente EBM Drucker erlaubt es Ihnen, mehrere Bauteile in kürzester Zeit herzustellen. Durch eine Prozess-Parallelisierung ist es pro-beam gelungen, die Produktivität seines Druckers weiter zu optimieren. So entfallen z.B. Nebenzeiten und der Prozess des Druckens ist automatisiert und digital steuerbar – eine regelmäßige Qualitätsprüfung ist somit jederzeit möglich. Die Produktion von kleinen und filigranen Bauteilen ist hier besonders hervorzuheben. Hierfür können herkömmliche Legierungen für den EBM Druck, als auch schwer schweißbare Metalle genutzt werden. Der PM EBM 30S ist laut Hersteller vielfach anwendbar, so findet sich der Drucker in der Luft-und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, dem Werkzeugbau und der Forschung und Entwicklung. Schnell und präzise – der PM EBM 30S von pro-beam additive!
Der PM EMB 30S ist präzise und höchst effizient (Bild: pro-beam additive)
Qbeam S200 – Qbeam
Der nächste Drucker stammt von einem der neuen Akteure im Bereich der additiven Fertigung mit Elektronenstrahl, dem chinesischen Unternehmen Qbeam. Der Qbeam S200 ist ein Drucker, der mit der patentierten EBSM® (Electron Beam Selective Melting)-Technologie des Unternehmens arbeitet, die dem gleichen Prinzip folgt wie andere EBM-Maschinen. Was macht ihn aber anders? Zum einen verfügt der Qbeam S2 über eine selbst entwickelte Elektronenkanone EG3.1, die hohe Scangeschwindigkeiten und einen feinen Strahlfleck von 140 μm erreicht. Darüber hinaus kann die Pulverbetttemperatur auf bis zu 1100 °C geregelt werden, so dass die gedruckten Teile geringere innere Spannungen aufweisen. Er verfügt außerdem über eine automatische Kalibrierung von weniger als 300 Minuten und ein Online-Überwachungssystem, das die Qualität des Prozesses Schicht für Schicht kontrolliert. Das intelligente Pulverzufuhr- und -recyclingsystem sorgt für eine 98-prozentige Auslastung, was die Betriebskosten erheblich senkt. Schließlich empfiehlt das Unternehmen den Drucker für Anwendungen in der Medizin, der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie.
Bis zu 98% Auslastung mit einhergehender Betriebskostensenkung (Bild: Qbeam)
EZ300 – TADA
Der 3D-Drucker EBM EZ300 wurde von TADA, einer Tochtergesellschaft des japanischen Mitsubishi-Konzerns, entwickelt. Der Hersteller teilt nur wenige Informationen über die technischen Eigenschaften dieser industriellen Maschine mit. Sie soll eine Geschwindigkeit von 250cc pro Stunde bieten und damit zu den schnellsten Lösungen in der Branche gehören. Das Unternehmen hat eine eigene stabförmige Kathode entwickelt, die eine Heizdauer von 1.000 Stunden ermöglicht. So kann der Benutzer seine Produktivität steigern und sich langfristige Projekte vorstellen. Der EZ300-Drucker ist mit Stahlpulver kompatibel.
Eine der schnellsten Drucker der Branche – der EZ300 (Bild: TADA)
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