Praxis-Check 3D-Druck mit INLEAP Photonics GmbH: Metall-3D-Druck für hochpräzise Anwendungen
Das Unternehmen
Die INLEAP Photonics GmbH ist eine Ausgründung aus dem Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH). Mit einem innovativen Laserstrahllenksystem möchte sie unter anderem die pulverbettbasierte Additive Fertigung revolutionieren. Für die Produktion ihres neuen Bearbeitungskopfes benötigte INLEAP Photonics hochpräzise und individuelle Gasdüsen, die konventionell nicht gefertigt werden können.
Bei den innovativen Laserstrahllenksystemen von INLEAP Photonics liegt Effizienz, Produktivität und Zuverlässigkeit im Fokus. Die INLEAP® FASTLIGHT® Technologie wurde entwickelt, um die Produktion von High-Tech Produkten wie zum Beispiel Batteriezellen oder Photovoltaikmodulen nachhaltiger, effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Damit möchte INLEAP Photonics unter anderem Technologien, die für den Wandel hin zu erneuerbaren Energien dringend benötigt werden, besser verfügbar und bezahlbarer machen.
Die Idee
Für die Herstellung des Laserstrahllenksystems der INLEAP Photonics GmbH ist in der Produktion höchste Präzision und eine filigrane Handhabung optischer Bauteile notwendig. Das System enthält eine speziell designte Gasdüse, die Hinterschneidungen und feine Kanäle enthält. Gerade solche Strukturen sind mit subtraktiven Fertigungsmaschinen nicht oder nur sehr aufwändig zu realisieren. Für die Herstellung eignet sich daher eine Methode mit hoher Designfreiheit und Flexibilität: die pulverbettbasierte Additive Fertigung.
Niedersachsen ADDITIV stand dem Start-up bei der Fertigung dieser besonderen Düse unterstützend zur Seite. Mit ihrer Expertise im Bereich Additiven Fertigung und dem entsprechenden Anlagenpark im LZH konnten INLEAP Photonics und Niedersachsen ADDITIV Designs diskutieren und in wenigen Anläufen erste erfolgreiche 3D-Drucke realisieren.
Die Umsetzung
Da INLEAP Photonics Gasdüse prozessbedingt aus Metall bestehen sollte, entschieden sich Niedersachsen ADDITIV und das Unternehmen für das sogenannte Powder-Bed-Fusion-Verfahren (LPBF). Dabei schmilzt ein Laser Metallpulver in einer Prozesskammer präzise lokal und ein Rakel trägt nach dem Abkühlen eine neue Schicht Metallpulver auf. So entsteht Schicht für Schicht ein dreidimensionales Bauteil aus Metall.
Für die Gasdüsen wurde die Stahllegierung 316L ausgewählt, für das Niedersachsen ADDITIV auf bereits vorhandene Prozessparameter für das Produktionsverfahren zurückgreifen konnte. Dadurch reduzierten sich die für den LPBF-Prozess üblichen Iterationen. Der Fokus des Projekts lag daher auf dem additivgerechten Design der Gasdüsen. Und Niedersachsen ADDITIV fertigte verschiedene Designs der Düsen an.
Das Ergebnis
Aus der Zusammenarbeit von Niedersachsen ADDITIV und INLEAP Photonics entstanden verschiedene optimierte und nun auch produzierte Varianten der Gasdüse. Die Ergebnisse sind so überzeugend, dass die Gasdüsen in die Produktion bei INLEAP Photonics integriert werden konnte.
Ausblick
Auch nach der Zusammenarbeit bleibt INLEAP Photonics der 3D-Druck erhalten: Zukünftig möchten sie sich filamentbasierte 3D-Drucker für Betriebsmittelhilfen und Prototypen anschaffen. Für den Metall-3D-Druck von künftigen Bauteilen wird INLEAP Photonics Dienstleister in Anspruch nehmen, da sich die hohen Anschaffungskosten für einen Metall-3D-Drucker und die entsprechende Peripherie nicht lohnen würden. Niedersachsen ADDITIV steht dem Start-up gerne weiter als Ansprechpartner zur Verfügung.
