Potential wie beim Pulverbett-Verfahren

Text: Thomas Masuch; Fotos: BeAM, Thomas Masuch — 19.01.2019

Das gerade einmal fünf Jahre junge französische Unternehmen BeAM hat eine rasante Entwicklung hinter sich: Bereits seit zwei Jahren sind die ersten Anlagen aus Straßburg in der französischen Luftfahrtindustrie im Einsatz. Mit der Übernahme durch AddUp haben sich zudem das Entwicklungstempo und die Produktionskapazitäten weiter vergrößert.

In einer frisch gebauten Industriehalle in einem Straßburger Vorort arbeiten Männer mit Schutzmasken unter meterhohen Zelten aus weißen Kunststoffplanen. Die Menge an leuchtend weißem Licht in der Produktionshalle erinnert an das Set eines Science-Fiction-Films. Die Mitarbeiter von BeAM arbeiten an den neuesten Anlagen der Modulo-Serie, die BeAM auch auf der Formnext 2018 vorgestellt hat und für die zahlreiche Bestellungen vorliegen.

Die Anlagen des Straßburger Unternehmens basieren auf der DED-Technologie (Direct Energy Deposition). Damit will das junge französische Unternehmen die Additive Fertigung von Metallbauteilen deutlich wirtschaftlicher machen: Die Technologie liefert deutlich höhere Aufbauraten im Vergleich zum Pulverbett und kann so den Einsatzbereich für Additive Fertigung weiter ausdehnen.

Durch AddUp haben wir die Ressourcen bekommen, um unsere Industrietauglichkeit deutlich auszubauen.

BeAM ist mit seinen Maschinen erst seit drei Jahren auf dem Markt, trotzdem will das französische Unternehmen schnell zu den »älteren« additiven Bearbeitungsverfahren aufschließen. »Das Potential mit unserer Technologie ist ähnlich groß wie bei beim Pulverbett-Verfahren«, prognostiziert Frédéric Le Moullec. Der Direktor für den Bereich Business Development bei BeAM sieht das Laser-Sintern auch technologisch in Reichweite: »Lasersinter-Anlagen sind schon viele Jahre auf dem Markt. Trotzdem sind in dem Bereich noch viele Entwicklungsmaschinen im Einsatz. In zwei Jahren wollen wir mit DED auf dem gleichen industriellen Niveau sein.«

ANGEFANGEN MIT KOMPLIZIERTEN TEILEN AUS DER LUFTFAHRT

Die additive Welt ist reich an rasanten Entwicklungen. Doch die Geschichte des französischen Unternehmens BeAM ist außergewöhnlich: 2012 hatten Forscher am IREPA-Institut in Illkirch bei Straßburg basierend auf dem konventionellen Auftragsschweißen die DED-Technologie für die Additive Fertigung entwickelt und integrierten das Verfahren in eine CNC-Maschine. Unter dem Firmendach von BeAM wurde die Technologie vorangetrieben – mit nur zwei Mitarbeitern aber eher in einem gemäßigten Tempo.

Einen deutlichen Entwicklungsschub erhielt das Unternehmen, als 2015 die Luftfahrtunternehmen Safran und Chromalloy zwei Anlagen bestellten. Safran wollte darauf seine AM-Entwicklung vorantreiben; Chromalloy wollte fliegende Teile reparieren, erinnert sich Le Moullec. »Wir hatten damit zwei Kunden mit sehr hohen Erwartungen. Diese Anforderungen haben die weitere Entwicklung der Maschinen und des Unternehmens bestimmt und die DNA von BeAM festgelegt.«

Mit den Investments französischer Industrieller konnte BeAM die Mitarbeiterzahl in zwölf Monaten auf 25 erhöhen. Der erste Prototyp wurde in nur einem Jahr zur Produktionsmaschine weiterentwickelt und 2016 ausgeliefert. Die Referenzen führten zu weiteren Anfragen und Aufträgen. Inzwischen hat BeAM laut Le Moullec 20 Maschinen ausgeliefert, vor allem an namhafte Luftfahrtzulieferer sowie an Testund Forschungsinstitute.

Für einen weiteren Sprung sorgte die Übernahme durch AddUp Mitte 2018. BeAM werde auch unter dem Dach von AddUp als eigenständiges Unternehmen fortgeführt, verspricht Le Moullec. Gleichzeitig profitiert BeAM von Synergien – zum Beispiel bei der Produktion der Anlagen, die auf CNC-Maschinen von Fives oder ADF basieren. Derzeit plant BeAM mit Produktionskapazitäten von über 20 Maschinen pro Jahr.

»Durch AddUp haben wir die Ressourcen bekommen, um unsere Industrietauglichkeit deutlich auszubauen«, erklärt le Moullec. Dazu zählt auch der Ausbau der internationalen Aktivitäten mit neuen Niederlassungen in Singapur und in Cincinnati, einem wichtigen Luftfahrtstandort in den USA.

SCHNELL UND OHNE STÜTZSTRUKTUREN

Dass BeAM auch mit einer relativ kleinen Mannschaft hochkomplexe Anlagen bauen kann, liegt auch daran, dass zahlreiche Komponenten wie Pulverförderer, Laserquelle oder Steuerung eingekauft werden. Das gut gehütete technische Know-how von BeAM liegt vor allem in der Integration dieser Komponenten und in der Auftragsdüse (Deposition Head). Hier strömt das Pulver umgeben von Argon in einem dünnen Strahl auf das Bauteil und wird von einem bis zu 2000 Watt starken Laser geschmolzen. In der 5-Achs-Maschine kann die Bauteilplatte um zwei Achsen (B und C) geschwenkt werden, sodass auch ohne Stützstrukturen in verschiedene Richtungen additiv gefertigt werden kann.

Der enorme Vorteil der DED-Technologie seien die hohe Auftragsrate von 0,1 bis 2 kg pro Stunde und der große Bauraum, erklärt Le Moullec. »Außerdem muss man nicht ein ganzes Pulverbett auffüllen, um ein dünnes Wandteil zu fertigen.« Gleichzeitig hat die DED-Technologie auch Einschränkungen: Nicht möglich sind interne Hohlräume oder topologieoptimierte Gitterstrukturen. Außerdem sind die Wandstärken des Bauteils durch die Dicke des Pulverstrahls vorbestimmt.

Neben der additiven Bauteilreparatur und dem Ausbau konventionell gefertigter Teile sieht Le Moullec den Einsatzbereich der BeAM-Maschine vor allem dort, wo die Pulverbett- Technologie oder die Fräsbearbeitung an ihre wirtschaftlichen Grenzen stoßen: bei großen Bauteilen aus Edelstahl oder Titan. »Wir wollen konturnahe Bauteile fertigen, um die Nachbearbeitung zu minimieren.«

PASST IN WERKSTATT

Auf der Formnext 2018 hat BeAM erstmals die neu entwickelte und kompaktere Modulo 250 vorgestellt. Über eine kleine Schleusentür an der Seite kann hier zum Beispiel eine automatisierte Bauteilentnahme angeschlossen werden. »Auch wenn wir damit vielleicht etwas früh auf den Markt kommen, die Zukunft ist modular«, erklärt le Moullec.

Für den Betrieb der Anlagen seien vor allem Fachleute aus den Bereichen CNC, Schweißen und Maschinenbedienung gefragt, erklärt er. »Dieses Fachwissen ist oft in den Betrieben schon vorhanden, deshalb passt unsere Maschine so gut in die Werkstatt.«

ADDUP

AddUp entstand 2016 aus dem ein Jahr zuvor gegründeten Unternehmen Fives Michelin Additive Solutions. Das Unternehmen mit Sitz in Zentralfrankreich ist ein Gemeinschaftsprojekt der französischen Konzerne Michelin (Reifen) und Fives (Engineering) und konzentriert sich mit rund 180 Mitarbeitern auf die Additive Fertigung. Neben den DED-Anlagen umfasst das Angebot auch Laser-Sinter- Anlagen. Ende 2018 hat AddUp zudem mit Poly-Shape einen der führenden AM-Dienstleister in Frankreich übernommen.

Weitere Informationen:

Übersicht der additiven Produktionsverfahren: