TECNOLOGIA – IL POTENZIALE DELLA PRODUZIONE ADDITIVA
01/09/2017

LASERTEC 30 SLM: Grazie alla sua partecipazione di maggioranza nella REALIZER GmbH di Borchen (Germania), DMG MORI ha ampliato il suo know-how nella produzione additiva di componenti in metallo sino a comprendere la tecnologia con letto di polvere e ha già installato le prime macchine sul mercato.

LASERTEC 30 SLM: With its majority shareholding in REALIZER GmbH from Borchen, DMG MORI has extended its competence in the additive manufacturing of metallic components to include powder bed technology and already installed the first machines in the market.

Grazie alla costante evoluzione nel campo della produzione additiva, sia nella tecnica a iniettore di polveri sia in quella a letto di polvere, DMG MORI ha riunito i più importanti processi di produzione generativa. Patrick Diederich, Amministratore Delegato di SAUER GmbH e REALIZER GmbH, ne parla diffusamente con TECN’È. (Italian and English Edition). 

di Anita Gargano

La produzione additiva ha più volte dimostrato, di recente, il suo enorme potenziale. Il tasso di crescita di questo mercato, che è peraltro ancora modesto, è superiore al 30% annuo, percentuale considerevolmente maggiore persino del settore dei componenti metallici. Secondo recenti studi, la produzione additiva crescerà di un 20-50% entro il 2020. In altre parole, il mercato registrerà un aumento di un fattore da 2 a 4. È quindi ovvio che, in quanto leader della tecnologia, DMG MORI (www.it.dmgmori.com) sarà costantemente coinvolto in questo sviluppo. Il Gruppo opera con successo già da quattro anni nel campo della produzione additiva mediante la sinterizzazione laser con riporto di materiale con tecnologia a iniettore di polveri. Grazie alla sua recente acquisizione della partecipazione di maggioranza alla REALIZER GmbH di Borchen (Germania), DMG MORI ha anche esteso il suo portafoglio alla tecnologia con letto di polvere. In un’intervista, Patrick Diederich, Amministratore Delegato di SAUER GmbH e REALIZER GmbH, parla del modo in cui DMG MORI si presenta oggi come fornitore di servizi completi nel settore della produzione di componenti in metallo.

Il volume costruttivo della LASERTEC 30 SLM è pari a 300 x 300 x 300 mm con una capacità massima di carico di 200 kg. La sostituzione della polvere richiede solo due ore.

The build volume of the LASERTEC 30 SLM is 300 x 300 x 300 mm with a maximum loading capacity of 200 kg. Changing the powder takes only two hours.

UNA TECNOLOGIA RECENTE DAL GRANDE POTENZIALE

Signor Diederich, la produzione additiva è una tecnologia recente che vanta un grande potenziale. Come spiega tale potenziale?

I settori caratterizzati da uno spiccato orientamento al futuro e un’elevata competitività sono sempre alla ricerca di opportunità produttive innovative e convenienti. Per questo, sono spesso considerati come i promotori di nuove tecnologie. Questo vale anche per la produzione additiva, per cui non sorprende che la produzione additiva venga sempre più adottata nei settori dell’aerospace e del medicale. In particolare, gli Stati Uniti, l’Europa, la Corea e il Giappone si sono affermati come i mercati più importanti. I produttori di aeromobili vedono un grande potenziale nella possibilità di ridurre il peso dei componenti. La produzione additiva è già ampiamente diffusa nel medicale e nei laboratori dentali, perché offre soluzioni economiche per molteplici applicazioni diverse anche con lotto di produzione 1.

DMG MORI si è affermata in questi settori industriali soprattutto come fornitore di soluzioni di lavorazione del metallo...

Questo è vero e, in qualità di fornitore di lunga data di questi e altri settori innovativi, ovviamente, dobbiamo sempre volgere lo sguardo al futuro. Ed è proprio per questo motivo che DMG MORI si sta attivamente impegnando nella produzione additiva.

Da un lato avete ulteriormente approfondito le vostre tecnologie con le macchine LASERTEC 3D e dall’altro avete acquisito la REALIZER GmbH. Qual è stata la ragione della fusione?

Da quattro anni offriamo la combinazione intelligente della sinterizzazione laser con riporto di materiale con tecnologia a iniettore di polveri da un lato e la fresatura a 5 assi dall’altro in un unico attrezzaggio sulla serie di macchine LASERTEC 3D. Mentre la tecnologia LASERTEC SLM rappresenta la fusione laser selettiva nel letto in polvere. Ora offriamo in un’unica configurazione entrambe le tecnologie, che si completano idealmente nella nostra gamma di prodotti. Il processo del letto di polvere, in particolare, detiene una quota di mercato dell’80% nel campo della produzione additiva di componenti in metallo.

 Ciò significa che vi rivolgete a target diversi con le due tecnologie?

Le applicazioni sono diverse. La LASERTEC 65 3D a 5 assi ibrida e la LASERTEC 4300 3D per la lavorazione di tornitura/fresatura a 6 assi sono progettate per la produzione di pezzi relativamente grandi, come per esempio componenti complessi di turbine. La zona lavoro pari a ø 500 x 400 mm per la LASERTEC 65 3D ibrida e ø 660 x1.300 mm per la LASERTEC 4300 3D ibrida parla da sé, così come il peso dei pezzi fino a 600 kg e 900 kg rispettivamente. La vera rivoluzione nel concetto di macchina della serie ibrida LASERTEC 3D risiede nelle molteplici applicazioni possibili. In primo luogo, la sinterizzazione laser con riporto di materiale combinata con la fresatura o la lavorazione turn-mill in un unico attrezzaggio consentono di realizzare pezzi nella qualità del finito. In tale processo l’iniettore e la testa di fresatura possono essere intercambiati in qualsiasi momento. Soprattutto quando si tratta di geometrie complesse, è possibile lavorare delle superfici che altrimenti non sarebbero più accessibili sul pezzo finito. Tali applicazioni sono richieste, in particolare, nei settori aerospace, energia e costruzione di stampi. Inoltre, vi è l’opzione di realizzare componenti in due o più materiali.

Con la tecnica del letto di polvere è possibile produrre componenti molto piccoli e complessi in filigrana mediante l’impiego della fusione laser selettiva.

With the powder bed technique very small, highly complex filigree parts can be manufactured by means of selective laser melting.

ALTA FLESSIBILITÀ NELL’UTILIZZO DI DIVERSI MATERIALI

Quali sono i punti di forza delle macchine LASERTEC SLM?

Con la tecnica del letto di polvere è possibile produrre componenti molto piccoli e complessi in filigrana mediante l’impiego della fusione laser selettiva. La LASERTEC 30 SLM offre un’alta flessibilità nell’utilizzo di diversi materiali, mentre il concetto intelligente del modulo di polvere consente di cambiare materiale in meno di due ore.

Ma la qualità dei pezzi non soddisfa normalmente gli elevati criteri di precisione...

È qui che entrano in gioco le nostre competenze nella produzione con asportazione di metallo. DMG MORI si affida alle proprie fresatrici per la post-lavorazione del pezzo prodotto con il letto di polvere. Fondamentale, in questo caso, è il connubio strategico delle diverse tecnologie - sia a livello di hardware che di software. La nostra cooperazione con Siemens NX per lo sviluppo di una soluzione CAD/CAM end-to-end sarà naturalmente estesa sino a comprendere il processo del letto di polvere. I processi integrali, infatti, sono il nostro obbiettivo prioritario.

DIGITALIZZAZIONE E PRODUZIONE ADDITIVA DI PARI PASSO

I processi integrali sono protagonisti indiscussi di Industria 4.0. Quale importanza riveste per voi quest’argomento?

È anch’esso un argomento di grande importanza per DMG MORI. Il nostro “percorso di digitalizzazione” che propone soluzioni software intelligenti, tra cui la nostra interfaccia utente intuitiva CELOS, è il vero traino in questo campo. CELOS viene già utilizzato sulle macchine ibride LASERTEC 3D, mentre la soluzione industriale RDesigner, creata da REALIZER in particolare per il letto di polvere, sarà anch’essa integrata in futuro in un’interfaccia CELOS®. L’acquisizione e la gestione dei dati nonché l’utilizzo di applicazioni semplificate offrono grandi possibilità di supporto alle attività di tempi e metodi, così come ai processi produttivi nella loro interezza. Ciò significa che la digitalizzazione ha un notevole impatto sull’utilizzo ottimale della capacità produttiva e sulla flessibilità in produzione, perché consente il passaggio a una produzione su ampia scala personalizzata nella produzione di serie industriale. I pezzi di ricambio, per esempio, non dovranno più essere stoccati nei magazzini di tutto il mondo, in quanto potranno essere virtualmente stampati "su richiesta". La digitalizzazione e la produzione additiva vanno, dunque, di pari passo, offrendo insieme grandi potenzialità.

La LASERTEC 65 3D offre un connubio intelligente di sinterizzazione laser con riporto di materiale e fresatura a 5 assi in un unico attrezzaggio. A oggi sono già state installate 100 macchine sul mercato.

The LASERTEC 65 3D hybrid combines laser deposition welding and 5-axis milling in a single setup. 100 machines are already installed in the market by now.

NUOVE OPPORTUNITÀ

Come valutate le opportunità che vi offre la produzione additiva?

Come pionieri nel campo delle macchine utensili ad asportazione truciolo, unitamente a un’esperienza decennale nelle applicazioni laser e forti del know-how di REALIZER, abbiamo tutti i requisiti necessari ad assumere un ruolo leader nella produzione additiva di componenti in metallo. Inoltre, DMG MORI è presente in tutto il mondo per soddisfare le richieste dei suoi clienti nei settori dell’assistenza tecnica, application e vendite. In futuro DMG MORI riunirà queste sue competenze nei DMG MORI Additive Manufacturing Excellence Centers di Bielefeld, Pfronten, Tokyo, Shanghai e Chicago. I nostri esperti vengono coinvolti nello sviluppo dei prodotti della clientela già nella fase iniziale di sviluppo, acquisendo così insieme nuove competenze utili per la costruzione di macchine e componenti futuri. Prima della fine dell’anno presenteremo la LASERTEC 653D per la tecnologia esclusiva della sinterizzazione laser con riporto di materiale. La LASERTEC 125 3D ibrida è invece prevista per il 2018. Il trend dei processi con letto di polvere va verso una più elevata produttività, che otterremo sia grazie ad un maggiore volume costruttivo sia grazie a un’ulteriore integrazione e automazione dei processi - in altre parole riducendo i tempi di attesa.

La produzione additiva cambierà anche il modo di sviluppare nuovi componenti. Ci hanno già pensato gli ingegneri della progettazione?

Purtroppo non è ancora così ovunque, ma col tempo gli ingegneri della progettazione riconosceranno sempre più il potenziale della produzione additiva e integreranno questa tecnologia nel loro lavoro. Dopo tutto, la produzione additiva consentirà loro di realizzare pezzi che non sarebbero altrimenti in grado di produrre con processi produttivi convenzionali. È per questo che consideriamo la produzione additiva come una tecnica rivoluzionaria e conveniente a completamento dei metodi di produzione tradizionali. Anche la nostra DMG MORI Academy impiega una LASERTEC 30 SLM a Bielefeld e una LASERTEC 65 3D ibrida per offrire alla clientela corsi di formazione altamente qualificati nel campo della produzione additiva. ©TECN’È

TECHNOLOGY – THE FULL POTENTIAL OF ADDITIVE MANUFACTURING

Additive manufacturing has long proven its enormous potential in recent times. The annual growth rate of today's still small market is over 30 percent, even considerably higher in part in the field of metallic components. According to recent studies additive manufacturing will grow by between 20 to 50 percent by the year 2020. In other words, the market will grow by the factor 2 to 4. It is therefore only logical that as a leader of technology DMG MORI will be consistently involved in this development. DMG MORI (www.it.dmgmori.com) has already been operating successfully in the field of additive manufacturing with laser deposition welding with powder nozzle technology for four years now. With its recently acquired majority shareholding in REALIZER GmbH from Borchen, DMG MORI has also extended its portfolio to include powder bed technology. In an interview Patrick Diederich, Managing Director of SAUER GmbH und REALIZER GmbH, talks about the way DMG MORI now presents itself as a full-service provider in the additive manufacture of metallic components.

A YOUNG TECHNOLOGY WITH GREAT POTENTIAL

Mr Diederich, additive manufacturing is a young technology with great potential. How do explain this potential?

Future-orientated and highly competitive branches are always on the lookout for innovative and cost-effective production opportunities. They are therefore often seen as the drivers of new technologies. This also applies to additive manufacturing, so it is not surprising that it is gradually being adopted in the aerospace and medical technology sectors. The USA, Europe, Korea and Japan in particular have become established here as core markets. Aircraft manufactures see great potential in the chance to reduce the weight of components. Additive manufacturing is already wide spread in medical technology production and dental laboratories, because it offers economical solutions for many different applications even with batch size 1.

DMG MORI is established in these branches of industry primarily as a provider of metal cutting manufacturing solutions…

That is true and as a long-standing supplier for these and other innovation-driven branches we, of course, always keep an eye on the future. That is why DMG MORI is also actively forging ahead with additive manufacturing.

On the one hand with the LASERTEC 3D machines you developed yourself and on the other hand by acquiring REALIZER GmbH. What was the reason for the merger?

For four years now we have successfully combined laser deposition welding with a powder nozzle and 5-axis milling in a single setup in the form of the LASERTEC 3D series. The LASERTEC SLM technology stands for selective laser melting in a powder bed. Now, we offer both technologies under one roof and they complement each other ideally in our product range. The powder bed process in particular has a market share of 80 percent where the additive manufacturing of metallic components is concerned.

L’iniettore di polveri e la testa di fresatura della LASERTEC 65 3D ibrida possono essere intercambiati in qualsiasi momento, consentendo di fresare geometrie complesse su superfici che altrimenti non sarebbero più accessibili sul pezzo finito.

The powder nozzle and milling head of the LASERTEC 65 3D hybrid can be changed at any time, so that areas of complex geometries can be milled that would no longer be accessible subsequently on the finished part.

Does that mean you address different target groups with the two technologies?

The applications are different. The 5-axis LASERTEC 65 3D hybrid and the LASERTEC 4300 3D hybrid for 6-axis turn-mill machining are designed for manufacturing relatively large parts like complex turbine parts, for instance. Work areas of ø 500 x 400 mm in the case of the LASERTEC 65 3D hybrid and ø 660 x 1,300 mm for the LASERTEC 4300 3D hybrid speak for themselves, as do workpiece weights of up to 600 kg or rather 900 kg. The real revolution in the machine concept of the LASERTEC 3D hybrid series lies in the many diverse application possibilities. In the first place laser deposition welding and milling or rather turn-mill machining in a single setup mean that workpieces can be manufactured right through to finished part quality. Whereby the powder nozzle and milling head can be changed over at any time. Especially where complex geometries are concerned, areas can be machined that would no longer be accessible on the finished part. Such applications are called for in particular in the aerospace, energy technology and die and mould branches. Added to this is the option of manufacturing components made of two or more materials.

FLEXIBLE USE OF DIFFERENT MATERIALS

What are the strengths of the LASERTEC SLM machines?

With the powder bed technique very small, highly complex filigree parts can be manufactured by means of selective laser melting. The LASERTEC 30 SLM enables the flexible use of different materials, while an intelligent powder module concept allows the change of material in under two hours.

But the quality of the parts does not normally meet the high demands on accuracy…

This is where our strengths in metal-cutting production come into play. DMG MORI relies on its own milling machines for the postprocessing of workpieces from the powder bed. The key issue here is an expedient linking of the different technologies – both where the hardware is concerned and the software. Our development cooperation with Siemens NX for an end-to-end CAD/CAM solution will, of course, be extended to encompass the powder bed process. Integral processes are the overriding goal.

DIGITISATION AND ADDITIVE MANUFACTURING GO HAND IN HAND

Integral processes are also seen everywhere in Industry 4.0. How important is this topic for you?

It is also of great importance for DMG MORI. Our “Path of Digitization” with intelligent software solutions, including our intuitive user interface CELOS is a real driver in this field. CELOS is already used for the LASERTEC 3D hybrid machines and the industrial solution RDesigner, created by REALIZER especially for the powder bed, will also be integrated into a CELOS® interface in future. The capture and management of data and the utilisation of user-friendly apps offer a great opportunity for supporting work preparation and the production processes in their entirety. This means digitisation has a great impact on optimum utilisation of capacities and on the flexibility of a production. It enables a transition to individual mass production in industrial serial production. Spare parts, for example, no longer need to be held in stock worldwide. They can be printed virtually “on demand”. Digitisation and additive manufacturing go hand in hand here and will tap great potential.

Con l’ausilio di diversi iniettori di polveri, è possibile realizzare componenti innovativi in due o più materiali con strutture a sandwich sulla LASERTEC 65 3D ibrida.

With the aid of different powder nozzles innovative components made of two or more materials can be produced in sandwich structures on the LASERTEC 65 3D hybrid.

NEW CHANCES

How do you estimate your chances in additive manufacturing?

As a pioneer in metal cutting machine tools in combination with our decades of experience in laser applications we are together with the expertise of REALIZER ideally positioned to take on a leading role in the additive manufacture of metallic components. Added to this, in the fields of service, application and sales DMG MORI is present for customers around the world. In future DMG MORI will concentrate this expertise in the DMG MORI Additive Manufacturing Excellence Centers in in Bielefeld, Pfronten, Tokio, Shanghai and Chicago. The experts there get involved in the development of the customers’ products at an early stage of development. Thus they leanr together for the construction of future machines and components. Before the year is out we will launch the LASERTEC 65 3D for purely laser deposition welding. The larger LASERTEC 125 3D hybrid is planned for 2018. The trend in powder bed processes is towards higher productivity, which we will achieve by means of both a larger build volume as well as with further linking and automation of the processes – in other words with a reduction of idle times.

Additive manufacturing will also change the development of components. Has that fact already dawned on the design engineers?

Unfortunately, not everywhere as yet, but design engineers will increasingly recognise the potential of additive manufacturing and will integrate the technology in their work. After all they will be able to realise workpieces in this way that they would not be able to produce with conventional manufacturing processes. That is why we view additive manufacturing as a revolutionary and expedient complement to traditional production methods. Our DMG MORI Academy also uses a LASERTEC 30 SLM in Bielefeld and a LASERTEC 65 3D hybrid in order to give customers highly qualified trainings in additive manufacturing. ©TECN’È

Patrick Diederich, Amministratore Delegato della SAUER GmbH e REALIZER GmbH.

Patrick Diederich, Managing Director of SAUER GmbH and REALIZER GmbH.



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