Flexible Spannsysteme verbessern Automatisierung in Titan-Implantat-Fertigung

Slice Mfg. Studios in Akron, Ohio, ist ein Lohnfertiger für die Medizin- und Luftfahrtindustrie, unter anderem. Eine Spezialität ist 3D-Druck in Metall – speziell die Herstellung von Titan-Medizinimplantaten mit Elektronenstrahlschmelzen (EBM), was der Grund für meinen Besuch war. Drucken mit EBM ist trickreich und kann gefährlich sein; Slices Erfolg bei der Nutzung dieser Technologie resultiert aus einer bewusst gestalteten Anlage, rigorosen Prozessen und kontinuierlichem Wissensaufbau. Obwohl das Unternehmen auch auf Zerspanung, Drehen und Erodieren setzt, ist additive Fertigung fest in Slices Betrieb verankert.

Bei meinem Besuch wurde aber auch deutlich, dass Slice an Automatisierung glaubt. Finish-Strahlen von trabekulären Hüftpfannen wird von einem FANUC LR Mate 200iD Roboterarm in einer Strahlkabine durchgeführt. Lasermarkierung von Teilen ist vollautomatisch mit einem Foba M-Series Lasermarkiersystem. Das Unternehmen spricht über die Hinzufügung eines fahrerlosen Transportsystems (FTS), um Teile durch die Anlage zu shutteln und Bediener von dieser Aufgabe zu befreien. Und zwei der Bearbeitungszentren des Unternehmens sind für unbemannten Betrieb ausgestattet.

Willemin-Macodel 508 MT mit Roboter und Karussell

Eines davon, ein Willemin-Macodel 508 MT Bearbeitungszentrum, hat ein Roboter- und Karussellsystem mit rotierenden Tabletts. Das Karussell kann bis zu 288 Hüftpfannen aufnehmen, wenn diese Tabletts mit entsprechenden 3D-gedruckten Vorrichtungen bestückt sind (Abbildung 1). Vor der Bearbeitung hebt der Roboter jede Hüftpfanne an, damit ihr Durchmesser mit einem Lasersystem gemessen werden kann. Die Teilegröße wird dann an die CNC übermittelt, um das korrekte Programm für die Bearbeitung aufzurufen, was das Laden verschiedener Teilegrößen auf dem Karussell gleichzeitig ermöglicht. Mit Automatisierung kann dieses Bearbeitungszentrum ca. 100 Hüftpfannen pro Tag verarbeiten, mehr als die EBM 3D-Drucker des Unternehmens derzeit produzieren können.

Willemin 508 MT2 mit 6-Schubladen-Karussell und Vision-Roboter

Ein neueres Bearbeitungszentrum, eine Willemin 508 MT2, verfügt über einen unteren Drehrevolver, der es ermöglicht, mehr wie ein Schweizer Drehautomat zu arbeiten. Dieses Werkzeugmaschine hat auch ein ausgefeilteres Automatisierungssystem mit einem 6-Schubladen-Karussell und FANUC 200 iD 7L Roboter mit Vision-Fähigkeiten für Teileidentifikation.

Wechselbares Spannsystem mit 3D-gedruckten Kunststoffvorrichtungen

Slice hat ein austauschbares Spannsystem für die 508 MT2 entwickelt: ein bearbeitetes Tablett mit quadratischen Löchern (Abbildung 2). Kunststoffvorrichtungen, 3D-gedruckt oder bearbeitet auf diesen Footprint, können hineingelegt werden, um dann die Metallteile zu halten. Um das Karussell für ein anderes Teil umzurüsten, können die quadratischen Vorrichtungen einfach herausgehoben und beiseitegelegt werden.

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Die 2018 Additive Manufacturing Conference findet am 11.–12. September statt, co-located mit der International Manufacturing Technology Show (IMTS) im McCormick Place in Chicago, Illinois.