Eine Frage der Sauberkeit

Die Solukon GmbH aus Bayern automatisiert mit LOGO! Reinigungskabinen für strahlgeschmolzene Metallbauteile effizient und sicher.
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Herausforderung

Begehrte Technik

Der 3D-Druck gewinnt sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich immer mehr an Bedeutung. Während Hobbybastler Teile aus geschmolze­nem Kunststoff herstellen, setzen große Unternehmen auf Metallpulver oder andere Stoffe.

Diese werden etwa durch selektives Lasersintern per Schmelzverfahren zu Werkstücken verarbeitet. "Nach dem Fertigungsprozess sind die Kühlkanäle, Hohlräume und Stützstrukturen der Metallbauteile noch voll feinem Pulver", weiß Andreas Hartmann, Ingenieur und einer der Geschäftsführer der Solukon Maschinenbau GmbH. Dieses Pulver musste bislang manuell abgeblasen oder abgeklopft werden. "Bei kom­plexeren Bauteilen kann das bis zu 17 Stunden dauern."

Auf Anfrage eines renommierten Autobauers entwickelte und baute das Unternehmen aus dem bayerischen Stadtbergen bei Augsburg 2015 die erste automa­tisierte Reinigungsanlage für große, strahlgeschmolzene Metallbauteile. Zwei Jahre und zwölf Modelle später folgte 2017 die einfachere und güns­tigere Variante SFM-AT300 für kleinere und leichtere Bauteile aus Stahl-, Aluminium- oder Titanlegierungen. Mit diesen Maschinen traf Solukon den Nerv seiner Kunden: Sie sind nicht nur im Autobau, sondern auch in der Energietechnik oder der Luft- und Raumfahrt begehrt.

Kunde

Innovation aus Bayern

Solukon entwickelt und konstruiert Systeme im Anlagen- und Sondermaschinenbau. Zu dem Portfolio des Unternehmens gehören unter anderem sowohl Sonderanfertigungen als auch Serienprodukte zur Pulverentfernung von strahlgeschmolzenen Metall- oder Kunststoffbauteilen.

Die Solukon Maschinenbau GmbH wurde von den Ingenieuren Andreas Hartmann und Dominik Schmid 2013 in Stadtbergen bei Augsburg gegründet. Beide hatten vorher als leitende Konstrukteure bei einem großen Hersteller von 3D-Drucksystemen Erfahrungen gesammelt. Zunächst ein Ingenieurbüro für Entwicklung und Konstruktion verschiedener Sondermaschinen, wie etwa Verpackungsmaschinen, Gefrier­anlagen oder 3D-Drucksystemen, plant, konzeptioniert, produziert und installiert das Unternehmen heute unter anderem Reinigungskabinen und Auspackstationen für lasergesinterte Bauteile.

Wir steuern unsere Maschinen mit LOGO! 8, weil sie große Funktionalität für wenig Geld bietet.
Andreas Hartmann, Geschäftsführer Solukon Maschinenbau GmbH
Lösung

Ein geschlossenes System

Um die Reinigungskabinen flexibel einsetzen und komfortabel, einfach und wartungsarm bedienen zu können, setzt Solukon auf die Steuerung LOGO! 8 aus dem Hause Siemens.

Die Reinigungskabinen entfernen loses Metallpulver aus strahlgeschmolzenen Metallbauteilen innerhalb einer dichten Prozesskammer mit gezielter Schwingungsanregung. Dafür wird das Bauteil samt Plattform auf einen Drehteller gespannt. Dieser schwenkt für eine vorgegebene Zeit um ein oder zwei Achsen. Hartmann erklärt: "Dadurch fluidisiert das Pulver, sodass es ablaufen kann." Es sammelt sich in einem Trichter und wird über eine Schleuse in Spezialgebinde abgefüllt. Nach dem automatisierten Reinigungsprogramm kann der Bediener über Handschuheingriffe bei Bedarf komplexe Hohlräume oder Kanäle mit Druckluft oder Inertgas nachreinigen.


Sicherheit wird dabei großgeschrie­ben. Besteht das Bauteil aus reaktiven, explosionsfähigen Materialien wie Aluminium- und Titanlegierungen, wird die Prozesskammer mit Schutz­gas inertisiert. Das schont das Material, da der Staub nicht mehr durch Oxidation unbrauchbar wird. Durch den geschlossenen Kreislauf bleibt er vollständig erhalten und recycelbar.

"Wir steuern unsere Maschinen mit LOGO! 8, weil sie große Funktionalität für wenig Geld bietet", sagt Hartmann. Das Logikmodul wird ergänzt um zwei digitale Erweiterungsmodule DM16 24R und DM8 24R sowie ein Netzgerät SITOP PSU100S. Damit automatisierte Solukon mit Ausnahme der Sicherheitsüberwachung der Inertisierung alle benötigten Funktionen der Reinigungskabine.

Dazu gehört die Steuerung des Motors. LOGO! 8 ermöglicht pro­blemlos eine zeit­gesteuerte Fahrt des Schwenkarms auf Endschalter. Nach der vorein­gestellten Reinigungszeit hört der Schwen­karm auf zu vibrieren und fährt in die Ausgangsposition zurück. "Durch diese Automatisierung sparen wir im Postprozess gegenüber der Säuberung von Hand rund 70 Prozent an Zeit", erzählt Hartmann.

Zudem kommuniziert die Steuerung bei der Inertisierung mit der Sicherheits-SPS und schaltet das automatische Schwenken erst ein, wenn die Kammer mit Schutzgas gefüllt ist. Eine Ampel zeigt dem Anwender, ob die Anlage betriebsbereit oder die Reinigung beendet ist. Mit digitalen Statussignalen steuert LOGO! 8 externe Peripheriegeräte, wie etwa eine Material­aufbereitung, die den Kabinenboden nach der Reinigung leer saugt, an.

Kundenvorteil

Für weiteres Wachstum gerüstet

Das Textdisplay der Logiksteuerung zeigt im laufenden Betrieb die ver­bleibende Dauer der Reinigung und meldet Fehler.

"LOGO! 8 bietet uns viele Möglichkeiten, auf Kundenwünsche einzugehen", erzählt Hartmann. „Das reicht vom Überwachen und Steuern über Webserver bis hin zu Meldungen aufs Handy mit dem LOGO!-CMR-Modul." Weitere Vorteile der Steuerung sind ihre kompakte Bauweise und einfache Bedienung. "Ich bin kein Programmierer", so ­Hartmann. "Aber bei LOGO! kann ich ­problemlos selbst Funktionen ändern, ausprobieren oder simulieren."

Dadurch eröffnen sich für Solukon neue Möglichkeiten. "Die Maschinen für den 3D-Druck gehen nun in die Serienproduktion", wirft Hartmann einen Blick in die Zukunft. "Außerdem wollen wir sie in die automatisierte Fabrik integrieren. Das bedeutet, etwa die Beladung der Kabinen mit Robotern zu automatisieren." Auch zukünftig will das Unternehmen auf Steuerungen von Siemens setzen. Andreas Hartmann: "Denn als Sondermaschinenbauer in einem sehr kritischen, hochwertigen Bereich müssen wir uns auf den Hersteller und seine Produkte zu 100 Prozent verlassen können."

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