VulcanForms hat digitale Fertigungssysteme zur Herstellung komplexer Metallteile in Großserie entwickelt

VulcanForms wurde 2015 von Martin C. Feldmann und dem MIT-Professor John Hart gegründet. Ziel war es die “weltweit erste” industriell skalierbare Lösung für die additive Fertigung von Metallen mit Laser zu vermarkten. Anfang des Jahres bekam das Start-up eine Finanzierung von 355 Millionen US-Dollar. Jetzt konnte das Team die Errichtung seiner ersten digitalen Fertigungsanlage in Devens und Newburyport, Massachusetts, bekanntgeben.

Das Herzstück jedes dieser Arbeitsabläufe ist ein firmeneigener LPBF-Metall-3D-Drucker (Laser Powder Bed Fusion), der eine Reihe von fein choreografierten Laserstrahlen verwendet, um leistungsstarke Metallteile mit komplexen Designs herzustellen. Die Drucker sind mit den Bearbeitungs-, Roboter- und Nachbearbeitungsanlagen von VulcanForms durch einen digitalen Faden verbunden, der auch die Teile während der Produktion überwacht.

“Obwohl die LPBF-Technologie für verschiedene Anwendungen, wie z.B. Treibstoffdüsen für Düsentriebwerke und orthopädische Implantate, gut etabliert ist, kratzt sie kaum an der Oberfläche der Möglichkeiten”, sagt Hart. “VulcanForms sieht eine enorme Marktchance, die additive Fertigung im industriellen Maßstab zu realisieren und in ein digitales Produktionssystem zu integrieren.”

VulcanForms ist derzeit mit der Fertigstellung seiner ersten beiden digitalen Fertigungsanlagen in Devens und Newburyport, Massachusetts, beschäftigt. Nach ihrer Fertigstellung wird die Anlage in Devens mehrere Dutzend der additiven Fertigungssysteme des Unternehmens beherbergen und auch über Nachbearbeitungsmöglichkeiten verfügen. Nach Angaben der Gründer wird Devens mit diesen Systemen zur weltweit größten Anlage für die additive Fertigung von Metallen werden. Die Anlage in Newburyport konzentriert sich auf Präzisionsbearbeitung, industrielle Automatisierung und Montagevorgänge. Durch die Kombination dieser Technologien mit einem digitalen Faden baut VulcanForms in den USA eine digitale Fertigungsinfrastruktur auf, die nach Aussage der Gründer die Art und Weise, wie Produkte entworfen, hergestellt und ausgeliefert werden, definieren wird.

3D-Druck industriell nutzbar machen

Die Produktionsgießerei von VulcanForms umfasst auch CNC-Bearbeitungs- und Nachbearbeitungsanlagen, und die Gründer sagen, dass der Software-Stack des Unternehmens ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist.

“Von Anfang an sahen wir den 3D-Druck als einen Eckpfeiler der digitalen Fertigung, bei der Software und Hardware Hand in Hand arbeiten, um Produktionsanweisungen zu kodieren und auszuführen”, sagt Hart. “Wir haben eine Software entwickelt, die es ermöglicht, dass jedes Teil lokal in jedem Voxel in jeder Schicht die gleiche Temperatur erhält. So können wir schnell zum Endprodukt kommen und gleichzeitig die Konsistenz in der Produktion aufrechterhalten.”

Letztendlich konzentrieren sich die Gründer darauf, was diese Fähigkeiten für die Kunden freisetzen.

“Was mich wirklich begeistert, ist die Tatsache, dass wir in der Lage sind, ein Kundenbauteil in einer Produktionsumgebung zu realisieren – und nicht in einer Kleiderbügel- oder Schreibtischschmuckumgebung”, sagt Feldmann. “Jeder im Bereich der additiven Fertigung ist begeistert davon, was ein 3D-Drucker alles kann, aber nicht davon, wie dies in einem Produktionswertstrom funktioniert. Aus diesem Grund haben wir einen kompletten Produktionswertstrom im Haus. Deshalb lautet unser Motto auch nicht ‘VulcanForms: 100 Kilowatt Laserleistung in einem Drucker’. Es lautet ‘VulcanForms: Beschleunigung der Innovation’.”

Dem 3D-Druck helfen, sein Potenzial auszuschöpfen

Letztes Jahr schickte ein Hersteller von Supercomputern VulcanForms Entwürfe für eine Kühlkomponente in seinen Prozessoren. Das Titanbauteil, das Dutzende von mikroskopisch kleinen Tunneln enthielt, war so komplex, dass es nur mit additiver Fertigung hergestellt werden konnte. Wie die New York Times berichtete, kam VulcanForms zwei Tage später mit einem Teil zurück.

VulcanForms hat auch medizinische Implantate, industrielle Werkzeuge und Reifenformen sowie Komponenten für Luftfahrt- und Rüstungsunternehmen hergestellt. Feldmann geht davon aus, dass die durch die additive Fertigung ermöglichten Innovationen den technologischen Fortschritt in einer Reihe von Branchen vorantreiben.

“Ich glaube nicht, dass es in Zukunft orthopädische Implantate geben wird, die nicht LPBF-gedruckt sind”, sagt Feldmann.

Dieser technologische Fortschritt wird wiederum zu noch mehr Anwendungsfällen führen.

“Das Einzige, dessen ich mir zu 100 Prozent sicher bin, ist, dass die hochwertigsten Anwendungen für die additive Fertigung noch nicht gefunden wurden”, sagt Feldmann.

Das Unternehmen sieht die durch digitale Produktionstechnologien ermöglichte Transformation der Fertigung auch als Chance für die Vereinigten Staaten, sowohl den wirtschaftlichen Wohlstand als auch ihr Innovationsökosystem zu verbessern.

“VulcanForms glaubt, dass eine der größten Chancen für die Vereinigten Staaten darin besteht, ihr industrielles Ökosystem rund um digitale Produktionssysteme neu aufzubauen”, sagt Hart. “Digital-first-Produktionstechnologien, einschließlich additiver Fertigung und automatisierter Präzisionsbearbeitung, ermöglichen innovativere, ressourceneffizientere und widerstandsfähigere Lieferketten. Innovation in der Fertigung ist das Rückgrat der amerikanischen Wirtschaft.”

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