Grüner Laser von Trumpf druckt Kupfer und Gold

Auf der Fachmesse Formnext präsentierte Trumpf den neuen 3D-Drucker TruPrint 5000, der wesentlich mehr Materialien als herkömmliche Anlagen verarbeiten kann.

Trumpf ist ein deutsches Traditionsunternehmen, welches 1923 in Ditzingen gegründet wurde. Der Hersteller von Werkzeugmaschinen setzt nun seit mehreren Jahren auch auf additive Fertigung und bietet in diesem Bereich mehrere Maschinen an.

TruPrint 5000

Auf der Formnext, die letzte Woche in Frankfurt stattfand, präsentierte Trumpf den neuen 3D-Drucker TruPrint 5000. Dieser kann mit einer Vorheizung von 500 Grad Bauteile aus Stahl mit hohem Kohlenstoffanteil oder Titanlegierungen drucken. Hierbei sollen diese weder reißen noch sich stark verziehen.

“Werkzeug- und Formbauer können nun problemlos Umformwerkzeuge, Stempel oder Matrizen drucken. Ohne Vorheizung war das bisher nicht möglich”, sagt Tobias Baur, als Leiter Trumpf Additive Manufacturing zuständig für Technologie. Außerdem verarbeitet das Unternehmen mit einem neuen grünen Laser mit Pulsfunktion erstmals Reinkupfer und Edelmetalle im 3D-Drucker. “Das macht den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau attraktiv, denn aus Reinkupfer lassen sich problemlos besonders leitfähige Induktoren oder Wärmetauscher drucken”, sagt Baur.

Ebenfalls großes Potenzial habe der grüne Laser für den Druck in Gold für die Schmuckindustrie. Hier lassen sich auf Abruf individuelle Einzelstücke herstellen und gleichzeitig teures Material sparen.

500 Grad Vorheizung mildert Temperatursturz ab

Werkzeug- und Formenbauer arbeiten häufig mit dem kohlenstoffhaltigen Werkzeugstahl 1.2343. Das Material ist äußerst hart, verschleißfest und führt Wärme besonders gut ab. Allerdings lässt es sich im Normalfall nicht im 3D-Drucker verarbeiten, weil die Bauteile beim Drucken reißen. Dieses Problem will Trumpf gelöst haben.

“Der Laserstrahl schmilzt das Bauteil an der Oberfläche auf, danach herrscht wieder Raumtemperatur. Diesem Temperatursturz hielt das Bauteil bislang nicht stand und es kam zu Rissen”, sagt Baur. Die Substratplatte des 3D-Druckers TruPrint 5000 lässt sich deshalb auf 500 Grad vorheizen. Das mildert den Temperatursturz nach dem Laserschmelzen. “Die Materialqualität und die Oberfläche ist bei kohlenstoffhaltigen Stählen deutlich besser als ohne Vorheizung. Das verhindert Brüche im Bauteil”, erklärt Baur.

Implantate kommen einsatzfertig aus dem Drucker

Laut Trumpf soll die Vorheizung auch für additiv gefertigte Prothesen und Implantate große Vorteile bringen. Wenn die Umgebungstemperatur zu stark fällt, verzieht sich das Bauteil und es müssen Nachbearbeiten gemacht werden. Außerdem werden oft Stützstrukturen benötigt. Die Vorheizung der TruPrint 5000 reduziere die Spannungen, steigere die Bearbeitungsqualität und mache in vielen Fällen Stützstrukturen überflüssig. Nachgelagerte Wärmebehandlungen lassen sich oft reduzieren. Das Titan werde zudem belastbarer und die Implantate langlebiger.

Grüner Laser: Druck von Kupfer und anderen Edelmetalle

Mit Hilfe eines grünen Lasers mit Pulsfunktion zeigt Trumpf auf der Formnext erstmals, wie sich Reinkupfer und andere Edelmetalle drucken lassen. Dafür haben die Entwickler den den neuen Scheibenlaser TruDisk 1020 an den 3D-Drucker TruPrint 1000 angebunden.

“Herkömmliche Anlagen arbeiten mit einem Infrarotlaser als Strahlquelle. Dessen Wellenlänge ist aber zu groß und kann stark reflektierende Werkstoffe wie Kupfer oder Gold nicht schweißen. Mit dem Laserlicht im grünen Wellenlängenbereich ist das möglich”, sagt Thomas Fehn, als Leiter Trumpf Additive Manufacturing zuständig für Vertrieb. Dies eröffne neue Möglichkeiten für den 3D-Druck, zum Beispiel in der Elektronikbranche oder der Automobilindustrie, so Fehn.

Individueller Schmuck mit wenig Materialverlust

Der Einsatz des grünen Lasers lohne sich insbesondere auch in der Schmuckindustrie. “Der 3D-Drucker verschwendet kein teures Gold oder Silber”, sagt Fehn. Deshalb sei Drucken oft kostengünstiger als das Schmuckstück mit hohem Materialverlust zu fräsen oder zu gießen.

Der Artikel basiert auf eine Pressemitteilung von Trumpf