Prozessentwicklung für LPBF- und andere Laserbearbeitungsanlagen leichtgemacht
Die Entwicklung neuer Bearbeitungsstrategien für höhere Qualität und Produktivität in LPBF-Anlagen ist zeitaufwendig und komplex. Mit der kürzlich vorgestellten SCANmotionControl Ansteuerung gehört das bisher notwendige manuelle Optimieren von Delay-Parametern an der Anlage der Vergangenheit an. Prozessentwickler können die Scanpfade der Laser bereits offline am PC simulieren. Da die physikalischen Eigenschaften der Scan-Systeme bei der Simulation berücksichtigt werden, werden die Pfade in der Anwendung von der Maschine exakt wie in der Simulation ausgeführt: ‚What you simulate is what you get‘.
SCANmotionControl ist eine Programmierbibliothek, die für Maschinenbauer einfach zu integrieren ist. Um die Vorteile von SCANmotionControl bewerten zu können, bevor überhaupt Integrationsaufwand entsteht, bietet SCANLAB jetzt zwei verschiedene Lösungsoptionen für unterschiedliche Einsatzszenarien.
Zwei Wege zur optimalen Belichtungsstrategie
Für Tests im Labor an einer LPBF-Anlage steht ab sofort eine neue Software zur Verfügung. SCANmotionStudio übernimmt den Import und das Slicing von großen, komplexen 3D Modellen, generiert Supportstrukturen und Hatchlinien und bietet die Möglichkeit alle Laser- und Scanner-Parameter für jeden generierten Vektor vollkommen frei zu definieren und zu variieren. In die Benutzeroberfläche von SCANmotionStudio ist, neben der klassischen Ansteuerung der RTC und der Unterstützung der SCANahead-Regelung, auch die Trajektorienplanung mit SCANmotionControl integriert. Die Simulationsfunktion von SCANmotionControl unterstützt Anwender dabei geeignete Prozessparameter einzugrenzen. Bearbeitungsergebnisse können quasi auf Knopfdruck erzeugt werden: Die gesamte Anlage, inklusive Sensorik und Kameras, lässt sich ohne Programmieraufwand zentral ansteuern.
Um Anwendern aus dem Bereich additive Fertigung (AM) ohne Laborzugriff die Möglichkeit zu bieten SCANmotionControl zu evaluieren, kooperiert SCANLAB mit Anbietern von Buildprozessoren für AM. So steht SCANmotionControl inzwischen, unter anderem, in Autodesk Fusion & Netfabb zur Verfügung. Die CAD-Daten des Bauteils können in gewohnter Weise für den 3D-Druck vorbereitet werden. Mit Hilfe der SCANLAB-App in Fusion & Netfabb können die spezifischen Prozessparameter optimiert sowie die Scanpfad-Simulation für jede einzelne Schicht berechnet, visualisiert und analysiert werden. So können Anwender die bauteilspezifischen Vorteile von SCANmotionControl in ihrer gewohnten Umgebung bewerten.
Neues Scan-System für den 3D-Druck
Auch im Bereich Scan-Köpfe gibt es einen Neuzugang. Der excelliSCAN 30 ARRAY wurde speziell für die hohen Ansprüche von 3D-Druck-Verfahren konzipiert. Die besonders schmale Bauweise prädestiniert dieses System für den Einsatz in Mehrkopf-Anlagen. Durch die besondere mechanische Auslegung können mehrere Scan-Systeme platzsparend innerhalb einer Anlage mit sehr großem Bildfeldüberlapp zusammenarbeiten und so Prozesszeiten entscheidend reduzieren. Die für die Bauteilbearbeitung erforderliche hohe Präzision und Driftstabilität wird durch den Einsatz von Galvanometern mit digitalen Encodern sichergestellt.
Der excelliSCAN 30 ARRAY ist ‚ready for SCANmotionControl‘ und dank SCANahead-Technologie arbeitet er – unabhängig von der Scan-Geschwindigkeit – immer mit der maximal möglichen Beschleunigung. Nutzer maximieren ihre Laser-On-Zeiten und verkürzen die Prozesszeiten.
SCANLAB GmbH ist weltweit führender und unabhängiger OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zur Ablenkung und Positionierung von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Am Hauptsitz in Puchheim bei München gewährleisten rund 500 Mitarbeitende kontinuierliche Innovationen und eine Produktionskapazität von über 40.000 Systemen jährlich.
Die Hochleistungs-Galvanometer-Scanner und Scan-Systeme von SCANLAB zeichnen sich durch ihre herausragende Geschwindigkeit und Präzision aus und finden Anwendung in der industriellen Materialbearbeitung, Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik.
Durch zukunftsweisende Entwicklungen in den Bereichen Elektronik, Mechanik, Optik und Software sowie durch höchste Qualitätsstandards hat SCANLAB seinen internationalen Technologievorsprung über 34 Jahre hinweg konsequent ausgebaut.
SCANLAB GmbH
Siemensstraße 2a
82178 Puchheim
Telefon: +49 (89) 800746-0
Telefax: +49 (89) 800746-199
http://www.scanlab.de/
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E-Mail: e.jubitz@scanlab.de
Neue SCANcalc App bezieht jetzt auch 3D-Laser-Scan-Systeme mit ein
Die Wahl des optimalen Scan-Systems setzt sich aus grundlegenden Faktoren wie der Laserleistung, dem Bedarf an Dynamik und der geforderten Präzision zusammen. Im Detail müssen dann die technischen Spezifikation des jeweiligen 2D- oder 3D-Scan-Kopfes mit den geforderten Prozessparametern abgestimmt werden. 3D-Scan-Systeme kommen häufig in der additiven Fertigung, aber auch beim Laserschweißen und für weitere Anwendungen zum Einsatz.
Die um 3D-Scanner erweiterte SCANcalc Version 1.40 ist als iOS- und Android-Version in den gängigen App Stores auf Deutsch und Englisch verfügbar. In die kostenlose App ist das Glossar ‚SCANpedia‘, zur Erklärung von Fachbegriffen, sowie ein ausführliches Hilfemenü für Fragen zu den Berechnungen integriert. Sobald die App installiert wurde ist sie jederzeit, ohne Internetverbindung, nutzbar.
SCANLAB GmbH ist weltweit führender und unabhängiger OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zur Ablenkung und Positionierung von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Am Hauptsitz in Puchheim bei München gewährleisten rund 500 Mitarbeitende kontinuierliche Innovationen und eine Produktionskapazität von über 40.000 Systemen jährlich.
Die Hochleistungs-Galvanometer-Scanner und Scan-Systeme von SCANLAB zeichnen sich durch ihre herausragende Geschwindigkeit und Präzision aus und finden Anwendung in der industriellen Materialbearbeitung, Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik.
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Bessere LPBF-Bearbeitungsergebnisse dank durchgehender Softwarekette
Das Herzstück von Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Maschinen für den Metall-3D-Druck ist das integrierte Scan-System im Zusammenspiel mit dem eingesetzten Laser. SCANLAB gehört seit den Neunzigerjahren zu den Pionieren in der Entwicklung von Scan-Köpfen für den 3D-Druck. Neben den Hardwarekomponenten gewinnt die Ansteuerung in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung.
Für einen effizienten Betrieb von industriellen Laserbearbeitungsanlagen in der additiven Fertigung sind Steuerungslösungen gefragt, bei denen die gesamte Softwarelandschaft von CAD/CAM über die Maschinensoftware bis hin zur Laserjob-Ausführung abgebildet wird. SCANLAB arbeitet mit führenden Anbietern wie AUTODESK, DYNDRITE sowie SIEMENS in Kombination mit AIXPATH zusammen, um Integratoren aufeinander abgestimmte Lösungsbausteine zur Verfügung zu stellen. So wird die Anlagenentwicklung vereinfacht und die ‚Time-to-Market‘ für neue Laserbearbeitungsmaschinen deutlich verkürzt.
Flexiblere Laser-Prozesssteuerung und höhere Bauteilqualität
Die vor Kurzem vorgestellte Ansteuersoftware SCANmotionControl erlaubt es, Scan-System, Laser und weitere Peripherie optimal aufeinander abzustimmen. Die Software berechnet aus vorgegebenen Bearbeitungsmustern und Prozessparametern, unter Berücksichtigung der physikalischen Grenzen des Scan-Kopfs, optimale Trajektorien zur Laserbearbeitung. Der Energieeintrag kann exakt definiert werden, da Geschwindigkeit und Laserleistung synchron geplant, simuliert und angepasst werden. Bisher musste der exakte Scanpfad experimentell ermittelt werden. Dank der Offline-Simulation der Trajektorien kann dies nun bereits am PC überprüft und optimiert werden. So erhält der Prozessentwickler die volle Kontrolle über den Energieeintrag an jedem Ort des Werkstücks. Das vereinfacht die Job-Planung erheblich und Entwicklungszeiten verkürzen sich drastisch.
Darüber hinaus haben die Experten des Fraunhofer ILT durch die Erprobung der Software in der additiven Fertigung gezeigt, dass es möglich ist, die Maßhaltigkeit von filigranen Bauteilen deutlich zu verbessern. „Mit dem Einsatz von SCANmotionControl konnten wir beispielsweise die Kantenüberhöhung von anspruchsvollen Bauteilen erfolgreich vermeiden – und das nicht nur im Labor. Dank der Software sind die Ergebnisse leicht auf den industriellen Maßstab übertragbar.“, erläutert Dr. Tobias Pichler, Process & Systems Engineering, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT.
Die neue Software erlaubt Anwendern optimale Bearbeitungsergebnisse mit minimalen Laser-Off-Zeiten. Die Scan-Systeme fiberSYS, excelliSCAN und intelliSCAN IV sind ‚ready for SCANmotionControl‘. Die Zusammenarbeit mit den verschiedenen Software-Anbietern sichert die reibungslose Integrierbarkeit der hochwertigen Komponenten in Laserbearbeitungsmaschinen.
Besuchen Sie SCANLAB auf der formnext in Halle 12.0, Stand D12.
Fachvortrag am 7. November 2023 auf der Technology Stage in Halle 12.0, Stand E26 über ‚High Resolution Laser Scanner Control for highest Quality LPBF-Parts‘.
SCANLAB GmbH ist weltweit führender und unabhängiger OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zur Ablenkung und Positionierung von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Am Hauptsitz in Puchheim bei München gewährleisten rund 500 Mitarbeitende kontinuierliche Innovationen und eine Produktionskapazität von über 40.000 Systemen jährlich.
Die Hochleistungs-Galvanometer-Scanner und Scan-Systeme von SCANLAB zeichnen sich durch ihre herausragende Geschwindigkeit und Präzision aus und finden Anwendung in der industriellen Materialbearbeitung, Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik.
Durch zukunftsweisende Entwicklungen in den Bereichen Elektronik, Mechanik, Optik und Software sowie durch höchste Qualitätsstandards hat SCANLAB seinen internationalen Technologievorsprung über 33 Jahre hinweg konsequent ausgebaut.
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Justage für den 3D-Druck leicht gemacht
Díe additive Fertigung zählt zu den großen Wachstumsbereichen in zahlreichen Industrien. Diese positive Entwicklung betrifft nicht nur die Vielzahl der Produkte, die mit innovativen 3D-Druck-Verfahren heute und zukünftig hergestellt werden, sondern natürlich auch die damit verbundene Laser-Technologie und dazu eingesetzte Scan-Systeme. Es gibt unterschiedliche Systemaufbauten, die typischerweise in hochleistungsfähigen Laserbearbeitungsmaschinen für die additive Fertigung und Rapid Prototyping sowie für andere Lasermaterialbearbeitungs-Anwendungen eingesetzt werden. Dabei liegt auf der Hand, dass die Anforderungen an eine präzise Kalibrierung steigen, je mehr Komponenten in die Scan-Lösung integriert werden. Genau hier bietet der neue 3D-Kalibrier-Assistent eine umfassende Unterstützung für den Arbeitsalltag in der industriellen Laserbearbeitung zur optimalen Einrichtung und Kalibration von Scan-Systemen.
Hochpräzise Justage in mehreren Schritten
Mithilfe des neuen 3D-Kalibrier-Assistenten können sämtliche Systembestandteile – wie beispielsweise ein 2D-Scan-Kopf in Kombination mit einem F-Theta-Objektiv oder einer Z-Achsen-Erweiterung – einzeln, über die Auswertung von Testmustern und Markierpunkten, aufs Genaueste justiert werden. Die Kalibrierung erfolgt schrittweise und wird leicht verständlich über Dialogfenster der Software geführt. Empfohlene Markierparameter werden in einer separaten Konfigurations-Datei bereitgestellt. Nach jedem Schritt wird eine individuelle Korrekturdatei erzeugt, die automatisch geladen wird und die Justageaufgabe übernimmt, bevor der nachfolgende Schritt angestoßen wird. Diese vordefinierte Vorgehensweise reduziert Fehlerquellen.
Nach erfolgreichem Durchlaufen des gesamten 3D-Kalibrier-Assistenten wird eine individuelle, System-spezifische Korrekturdatei für das Gesamtsystem erstellt, die höchste Bearbeitungsgenauigkeit für sämtliche Applikationen sicherstellt. Alle Ergebnisse der einzelnen Schritte fließen in das Endergebnis ein. Hierdurch kann eine signifikante Verbesserung der Genauigkeit und der Spotvariation erzielt werden. Es ergeben sich messbare Vorteile für die Anwender – nicht nur in Bezug auf die Laserbearbeitungs- und Produktqualität und die Vermeidung von Ausschuss – sondern auch, was den geringeren Zeitaufwand und den deutlich vereinfachten Kalibriervorgang betrifft.
Die SCANLAB GmbH ist mit über 30.000 produzierten Systemen jährlich der weltweit führende, unabhängige OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zum Ablenken und Positionieren von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Die besonders schnellen und präzisen Hochleistungs-Galvanometer-Scanner, Scan-Köpfe und Scan-Systeme werden zur industriellen Materialbearbeitung, in der Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik eingesetzt.
Seit mehr als 25 Jahren sichert SCANLAB seinen internationalen Technologievorsprung durch zukunftsweisende Entwicklungen in den Bereichen Elektronik, Mechanik, Optik und Software sowie höchste Qualitätsstandards.
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Smartphones verbessern die Qualität von Laserbearbeitungen
Höchste Qualität wird in der Laserbearbeitung großgeschrieben. Je teurer die zu bearbeitenden Bauteile sind und je kürzer Bearbeitungszeiten geplant werden, desto wichtiger ist es, Ausschuss möglichst schon im Vorfeld zu vermeiden. Zu diesem Zweck hat SCANLAB seine Kalibrierlösungen um die CALsheet Software ergänzt.
Bei Materialbearbeitung und Markieranwendungen mit Scan-Systemen, die mit zwei auf Galvanometern befestigten Spiegeln und einem F-Theta-Objektiv versehen sind, treten charakteristische Bildfeldverzerrungen, auch Kissen- und Tonneneffekte genannt, auf. Beim Einsatz von SCANLAB Scan-Systemen, die mit RTC-Ansteuerkarten betrieben werden, können diese Ungenauigkeiten und individuelle Systemeigenheiten mit der neuen Kalibrierlösung in wenigen Schritten behoben werden.
Nach erfolgter Lasermarkierung auf einem Testpapier wird ein transparenter, mit einer Gitterstruktur versehener Glas-Master aufgelegt. Von dem Bearbeitungsergebnis mit aufgelegtem Master wird nun ein Foto aufgenommen, entweder einfach per Smartphone, oder für noch genauere Ergebnisse mit einem Flachbildscanner. Sobald das Bild an die Kalibriersoftware übertragen wird, kann daraus eine individuelle Korrektur-Datei berechnet werden. Bei der erneuten Laserbearbeitung unter Verwendung der Korrektur-Datei entsteht ein, bei Verwendung eines Smartphone-Fotos, auf eine Genauigkeit von 50 µm korrigiertes Ergebnis oder, beim Einsatz einer Flachbettscanner-Aufnahme, ein auf 30 µm Genauigkeit verbessertes Ergebnis. Der gesamte Prozess zur Optimierung des Bearbeitungsergebnisses dauert nur wenige Minuten.
Die SCANLAB GmbH ist mit über 20.000 produzierten Systemen jährlich der weltweit führende und unabhängige OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zum Ablenken und Positionieren von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Die besonders schnellen und präzisen Hochleistungs-Galvanometer-Scanner, Scan-Köpfe und Scan-Systeme werden zur industriellen Materialbearbeitung, in der Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik eingesetzt.
Seit mehr als 25 Jahren sichert SCANLAB seinen internationalen Technologievorsprung durch zukunftsweisende Entwicklungen in den Bereichen Elektronik, Mechanik, Optik und Software sowie höchste Qualitätsstandards.
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Intelligente App erleichtert die Scan-System-Auswahl
Über alle Branchen hinweg ist die Auswahl der richtigen Scan-Lösung für eine Laser-Bearbeitungsaufgabe eine Herausforderung. Denn die Bestimmung des optimalen Scan-Systems für unterschiedliche Anforderungen, wie beispielsweise hohe Laserleistungen, höchste Markiergeschwindigkeiten oder größtmögliche Präzision bei Mikrostrukturierungsaufgaben ist von zahlreichen Faktoren abhängig. Ist beispielsweise ein gewünschter Spotdurchmesser des Laserstrahls auf dem Werkstück bekannt, kann nun mithilfe von SCANcalc einfach ermittelt werden, mit welcher Apertur und welchem Strahldurchmesser ein bestimmter Scan-Kopf idealerweise arbeiten muss.
Die kostenlose App von SCANLAB ist für die präzise Berechnung des Fokus- oder Eingangsstrahldurchmessers ausgelegt und erlaubt die iterative Bestimmung der besten Lösung für die jeweilige Applikation. Zudem ist in die App das Glossar ‚SCANpedia‘ für die anschauliche Erklärung von Fachtermini der Laser-und Photonikbranche integriert. Der Zugriff ist jederzeit offline – also ohne Internetverbindung – möglich. Somit ist die neue App ein hilfreiches Tool für Anwender und Experten im Laserbearbeitungsumfeld.
SCANcalc ist in den iTunes und Google Play App Stores auf Deutsch und Englisch verfügbar und wird regelmäßig – beispielsweise bei der Einführung von Produktneuheiten – aktualisiert.
Die SCANLAB GmbH ist mit über 20.000 produzierten Systemen jährlich der weltweit führende und unabhängige OEM-Hersteller von Scan-Lösungen zum Ablenken und Positionieren von Laserstrahlen in drei Dimensionen. Die besonders schnellen und präzisen Hochleistungs-Galvanometer-Scanner, Scan-Köpfe und Scan-Systeme werden zur industriellen Materialbearbeitung, in der Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Bio- und Medizintechnik eingesetzt.
Seit mehr als 25 Jahren sichert SCANLAB seinen internationalen Technologievorsprung durch zukunftsweisende Entwicklungen in den Bereichen Elektronik, Mechanik, Optik und Software sowie höchste Qualitätsstandards.
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