Formlabs Fuse X1: Neues SLS-System liefert dreifachen Durchsatz bei halben Produktionskosten
Hinter den Kulissen der Markteinführung: All3DP sprach mit dem SLS-Produktmanager von Formlabs, um die Technik hinter dem Fuse X1, seine Innovationen und die erheblichen Leistungsversprechen zu beleuchten.
Formlabs hat gerade seinen beliebten SLS-3D-Drucker (Selektives Lasersintern), den Fuse 1+, zu einer neuen industriellen Großformatmaschine namens Fuse X1 vergrößert, die über ein etwa 7,5-mal so großes Bauvolumen wie der 1+ verfügt.
Mit weniger als der Hälfte des Preises ähnlich großer SLS-3D-Drucker versucht Formlabs, gleich mehrere Hürden zu überwinden, um den SLS-Druck für mehr Hersteller gleichzeitig zugänglicher zu machen. Durch das Angebot eines großen Bauvolumens, einer hohen Packdichte, einer geringeren Pulverauffrischungsrate, eines automatisierten Pulverhandlings, einer KI-gestützten Fehlerüberwachung, der Nutzung von Standardstrom und einer einfachen Bedienung möchte das Unternehmen mehr interne SLS-Produktion ermöglichen, anstatt Aufträge auszulagern, auf Werkzeuge zu warten oder deutlich teurere Systeme kaufen zu müssen.
All3DP sprach mit Matthew Ewertowski, dem Head of Product für SLS bei Formlabs, darüber, für wen diese Maschine gedacht ist und wie Formlabs erneut die Mission verfolgt, SLS einem größeren Publikum im Bereich der additiven Fertigung zugänglich zu machen.
„Mit dem ursprünglichen Fuse haben wir die Art und Weise, wie Menschen SLS nutzen, verändert und eine neue Produktklasse geschaffen“, sagt Ewertowski. „Wir haben festgestellt, dass 95 % der Fuse-Nutzer die SLS-Technologie zuvor noch nie verwendet hatten.“ Heute möchten viele dieser Kunden auf ein größeres industrielles System umsteigen.
Ewertowski erklärt, dass Formlabs sich die Marktführer für großformatiges SLS angesehen habe und das Ziel verfolgte, ein „industrielles System auf den Markt zu bringen, das nicht nur kostengünstiger ist, sondern auch extrem wirtschaftliche Teile produzieren kann“, um sogar mit dem Spritzguss konkurrieren zu können.
Der Fuse X1 wurde für Hersteller, Ingenieurteams, Produktentwickler und Servicebüros entwickelt und zielt auf SLS-Maschinen von EOS, 3D Systems und Farsoon (sowie MJF von HP) ab, wird jedoch zu einem wesentlich günstigeren Preis angeboten. Aber wie schlägt er sich in puncto Ausstattung?
Geringere Kosten pro Teil?
Laut Formlabs ist der Fuse X1 darauf ausgelegt, Teile in Produktionsqualität zu liefern und dabei „50 % geringere Teilekosten im Vergleich zu herkömmlichen industriellen SLS- und MJF-Druckern“ zu bieten. Wie genau das funktioniert, ist durchaus differenziert zu betrachten.
Vergleich von SLS-Druckern ähnlicher Größe
Der Vergleich des Durchsatzes verschiedener SLS-Systeme ist schwierig, da die Hersteller ihre Leistung nicht einheitlich angeben und einige wichtige Kennzahlen gar nicht erst veröffentlichen. Ein Unternehmen gibt möglicherweise gedruckte Kilogramm Material pro Stunde an, ein anderes Liter Bauvolumen pro Stunde, während wieder andere die Scangeschwindigkeit, Produktivitätssteigerungen oder die Maschinenverfügbarkeit betonen, ohne einen direkt vergleichbaren Maßstab zu liefern.
Der tatsächliche Output hängt auch von Faktoren ab, die über den Laser hinausgehen, darunter Bauvolumen, Packdichte, Schichtdicke, Materialauffrischungsrate, Abkühlzeit, Pulverhandling, Rüstzeit, Nesting-Software, Entpulverungs-Workflow und Ausfallrate. Infolgedessen bedarf jede Behauptung über einen höheren Durchsatz eines gewissen Kontexts: Material, Teilegeometrie, Annahmen zur Packdichte, Dauer des gesamten Druckzyklus und Post-Processing-Workflow müssen bekannt sein, bevor ein SLS-System fair mit einem anderen verglichen werden kann.
Der Fuse X1 hat eine etwas langsamere Druckgeschwindigkeit pro verarbeitetem Volumen als der EOS P3, aber Ewertowski sagt: „Insgesamt, wenn Sie die Packungsvorteile, die Gesamtzeit für Druckwechsel und die einfache Handhabung berücksichtigen, können Sie einen deutlich höheren Durchsatz erzielen als im Grunde jeder andere auf dem Markt.“
Das Hauptargument von Formlabs für den Fuse X1 ist nicht unbedingt, dass er jede industrielle SLS- oder MJF-Maschine in allen Spezifikationen schlägt, sondern dass er einen großformatigen, produktionsorientierten Pulverbettfusions-Workflow in eine Preis- und Anlagenklasse bringt, die tatsächlich von mehr Unternehmen implementiert werden kann.
Modulare Baueinheiten beim Fuse X1 und kürzere Reinigungszeiten steigern laut Formlabs den Gesamtdurchsatz des Geräts (Quelle: Formlabs)
Obwohl der Fuse X1 nicht einfach nur ein größerer Fuse ist (er verfügt über neue und verbesserte Technologie) ist er laut Formlabs genauso einfach oder sogar noch einfacher zu bedienen als der ursprüngliche Fuse in Desktop-Größe.
„Sie richten ihn ein, füllen das Pulver ein, drücken auf Start und schon wird gedruckt“, sagt Ewertowski.
Neue Funktionen für die Fuse-Reihe
Die neue Technologie auf dem Fuse X1 umfasst die adaptive Temperaturregelung und die KI-gestützte Druckintelligenz (Print Intelligence).
Die adaptiveTemperaturregelung wird als eine neue thermische Architektur beschrieben, die stabile Druckbedingungen in der gesamten Baukammer aufrechterhält. Zwar verfügen EOS und 3D Systems ebenfalls über eine thermische Echtzeitsteuerung, aber Formlabs gibt an, dass sein System 700-mal mehr thermische Daten pro Sekunde erfasst und verarbeitet als der Fuse 1+ 30W und 13 unabhängige Wärmezonen nutzt, um während des gesamten Druckvorgangs eine präzise Pulvertemperatur aufrechtzuerhalten.
Die Druckintelligenz nutzt Computer Vision und thermische Echtzeitbilder, um jede Schicht eines Drucks zu überwachen. Diese Funktionen finden sich auch bei anderen industriellen SLS-Anlagen, aber laut Formlabs kann ihr System nicht nur Anomalien erkennen, bevor ein Druck fehlschlägt, sondern betroffene Teile auch selektiv aus nachfolgenden Schichten entfernen. So kann der Druck fortgesetzt werden, was Material- und Zeitverschwendung reduziert.
Es gibt praktische Annehmlichkeiten wie die modulare Baueinheit und die Tatsache, dass der Fuse X1 durch eine Standardtür passt, mit einphasigem Standardstrom betrieben wird und keine speziellen HVAC-Systeme (Klima-/Lüftungstechnik) erfordert. Für den Betrieb wird jedoch weiterhin eine Stickstoffatmosphäre benötigt. Laut Formlabs lässt sich die Anlage in etwa einer Stunde installieren.
Eine bemerkenswerte technische Entscheidung ist der 120-W-Ytterbium-Faserlaser anstelle der CO₂-Laser, die in größeren Polymer-SLS-Systemen üblich sind. Formlabs sagt, dass der Faserlaser Kosten, Wartung und Ausrichtungskomplexität reduziert, räumt aber auch ein, dass Nylon natürlich die Wellenlängen von CO₂-Lasern absorbiert, während SLS mit Faserlasern ein absorbierendes Element in dem proprietären Pulver erfordert. Das Unternehmen gibt an, dass der Fuse X1 dasselbe Nylon-12-Material wie der Fuse 1+ 30W verwendet.
Zum Start wird das System nur das Nylon-12-Pulver von Formlabs unterstützen, mit einer angegebenen Auffrischungsrate von 30 % frischem zu 70 % wiederverwendetem Pulver. Formlabs plant laut eigenen Angaben weitere Materialien, darunter Nylon 11 bis Ende 2026 sowie glasfaserverstärktes Nylon 12 und TPU bis Sommer 2027; auch ein offener Materialmodus soll verfügbar werden. Der unmittelbare Vorteil liegt vor allem bei Teams, die große Mengen an PA12-Prototypen, Werkzeugen, Vorrichtungen, Gehäusen, Produktionshilfsmitteln und Polymer-Endbauteilen drucken, und weniger bei denjenigen, die vom ersten Tag an eine ausgereifte, multimaterielle industrielle SLS-Plattform benötigen.
Weitere Spezifikationen des Fuse X1 umfassen:
- 330 µm Laser-Spotsgröße
- 110 µm Standard-Schichtdicke
- Mindestdetailgröße von 0,6 mm (PA12)
Die Tests zur Maßgenauigkeit sind nach Angaben des Unternehmens noch im Gange.
Vergrößerung des gesamten Ökosystems
Der Drucker Fuse X1 ist kompatibel mit dem neuen Fuse Sift X1 zur Pulverrückgewinnung, dem Fuse X1 Vacuum Conveyor für den automatisierten Pulvertransport sowie einer neuen Hochleistungskonfiguration des Fuse Blast für das Strahlen und Polieren.
Der Sift X1 fasst 3 bis 5 volle Druckaufträge an gebrauchtem Pulver und verfügt über optionale Druckluft, um das gebrauchte Pulver schneller zurückzugewinnen und manuelles Bürsten sowie die Teile-Reinigung zu reduzieren.
Formlabs gibt an, dass man sich der Bereitstellung des vollständigen End-to-End-Ökosystems verschrieben hat, veröffentlicht jedoch noch keine Preise für diese Anlagen.
Das sagen die ersten Kunden
Laut Formlabs haben Early-Access-Kunden, darunter Tesla, Radio Flyer und Autotiv Manufacturing, den Fuse X1 bereits für die Produktentwicklung und -produktion genutzt und in den vergangenen vier Monaten mehr als 30.000 Teile gedruckt.
Natürlich haben alle drei Unternehmen begeisterte Berichte über ihre Erfahrungen mit der Maschine, die in Fallstudien auf der Formlabs-Website nachzulesen sind. Wirklich nützlich ist jedoch, was sie gedruckt haben und wie lange es dauerte, sowie die direkten Vergleiche, die sie zu ihren bestehenden SLS-Systemen ziehen konnten.
„Auf der Farsoon [SS403P] dauert es etwa 70 Stunden, um das gesamte Bauvolumen abzuarbeiten“, sagt Evan LaBelle, Geschäftsführer von Autotiv Manufacturing, einem Servicebüro mit Sitz in New Hampshire. „Der Fuse X1 … kann alle 24 Stunden einen Zyklus durchlaufen, sodass man mit ihm effektiv etwa die dreifache Durchsatzrate erreicht.“
Radio Flyer besaß bereits einen Formlabs Fuse 1+ SLS für Prototypen, musste aber größere Druckaufträge weiterhin an externe Dienstleister auslagern, was Wochen dauerte. Das Volumen der Iterationen reichte nicht aus, um die Anschaffung eines größeren SLS-Druckers für rund 200.000 $ im eigenen Haus zu rechtfertigen. „Mit dem Fuse X1 kann ich dreimal so viele Iterationen durchführen, mit neunmal weniger Arbeitsaufwand“, sagt Agostino LoBello, Produktentwicklungsingenieur bei Radio Flyer. „Das ist ein sehr attraktives Angebot.“
Wann können Sie einen kaufen?
Das Unternehmen gibt an, dass das System ab sofort bestellt werden kann und die Auslieferung voraussichtlich im vierten Quartal 2026 beginnt. Wenn Sie die Qualität der Fuse X1-Teile überprüfen möchten, können Sie (in den USA) welche über den neuen Online-3D-Druckservice von Formlabs, Form Now, bestellen.
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