04.06.24 – Ruwac und Voestalpine

Effektive Absaugung beim Laserauftragsschweißen

Die verschiedenen Verfahren des Metall-3D-Drucks stellen jeweils unterschiedliche Anforderugen an das Absaugen von überschüssigem Metallpulver.

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Abb. 1: Nach jedem 3D-Druckvorgang wird das überschüssige Metallpulver mit einem Nassabscheider aus dem Arbeitsraum abgesaugt. © Ruwac

 
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Abb. 2: Beim Laserauftragsschweißen kann das Metallpulver mit einem „normalen“ Industriesauger aufgesaugt werden. © Ruwac

 

Das Additive Manufacturing Center der Voestalpine in Düsseldorf fertigt im 3D-Metalldruck anspruchsvolle und komplexe Werkzeuge für den Kunststoff-Spritzguss, den Metall-Druckguss und das Presshärten – immer maßgeschneidert und meistens mit konturnaher Kühlung. Dabei werden hochwertige Metallpulver verwendet, die Voestalpine Böhler Edelstahl erzeugt. Zum Programm gehören stark kohlenstoffhaltige, extrem harte Werkzeugstähle in Pulverform. Weltweit können nur sehr wenige Spezialisten für die additive Fertigung diese Stähle verarbeiten – das Additive Manufacturing Center in Düsseldorf gehört dazu. Kernprozesse sind hier das Selektive Laserschmelzen (SLM) und das Laserauftragsschweißen (Direct Metal Deposition/ DMD).

SLM

Beim selektiven Laserschmelzen wird ein Bauteil Schicht für Schicht aus Metallpulver mit einer Korngröße von ca. 15 µm bis 55 µm aufgebaut, indem ein Laserstrahl die oberste Schicht eines Pulverbettes überall dort aufschmilzt, wo das Material erstarren soll. So entsteht schichtweise ein dichtes und hoch beanspruchbares Bauteil aus Werkzeugstahl, das sich in einem Bett aus nicht gebundenem Pulver befindet. Nach jedem Druckprozess wird dieses Pulver aus dem Arbeitsraum der Maschine entfernt, gesiebt und wiederverwendet. Dabei kommt ein Nassabscheider Typ NA 35 von Ruwac zum Einsatz (Abb. 1). Der 3D-Operator saugt den Arbeitsraum sorgfältig aus. Das Saugmedium durchströmt zunächst einen Behälter mit Flüssigkeit. Hier bindet sich das Pulver an die Flüssigkeit und sinkt nach unten, während die – eventuell mit Restpartikeln beladenen – Luftanteile in Filterpatronen der Staubklasse H abgeschieden werden. Die Pulveranteile im Nassabscheider lassen sich nach der Trocknung zu 100% wieder für den Druckprozess verwenden.

Laser-Auftragsschweißen

In einem anderen Fertigungsbereich befindet sich eine Anlage für das Laser-Auftragsschweißen. Dieses Verfahren eignet sich u.a. für den 3D-Druck von Multimaterialbauteilen sowie für Reparaturarbeiten an vorhandenen hochbeanspruchten Bauteilen. Der Arbeitsraum dieser Anlage ist um ein Vielfaches größer als der einer SLM-Anlage, und man kommt ohne Schutzatmosphäre aus. Ein „klassischer“ Ruwac-Sauger ohne Nassabscheidung, aber mit Absaugarm gehört zum Equipment (Abb. 2). Er wird zum Absaugen während des Schweißens und für Reinigungsarbeiten nach jedem Arbeitsprozess eingesetzt, aber auch beim Umfüllen oder Einfüllen des Pulvers in die Materialversorgung außerhalb der Anlage. Hier benötigt man keinen Nassabscheider, sondern kommt mit einem „normalen“ Sauger aus, weil die Partikel, die hier verarbeitet und auch freigesetzt werden, mit rund 100 µm deutlich größer sind als beim SLM-Prozess. Entsprechend geringer ist die Gesundheitsgefährdung. Die Mitarbeiter nutzen einen mobilen Industriesauger vom Typ DS 1750 mit Filterklasse H, geeignet für die Staub-Ex-Zone 22.

Ruwac-Sauger

Die Anwender im Additive Manufacturing Center von Voestalpine sind mit den beiden Ruwac-Anlagen vollständig zufrieden und bereiten aktuell die Erweiterung des Maschinenparks vor, denn der Standort befindet sich erst in der Hochlaufphase und somit auf Wachstumskurs. Die Ruwac-Sauger werden weiterhin für saubere Prozesse im High-End-Segment des Metall-3D-Drucks sorgen. Und das nicht nur an diesem Standort und bei Voestalpine: Für Ruwac ist der 3D-Druck zu einem wichtigen Einsatzbereich von Nassabscheidern und Absauganlagen geworden.

www.ruwac.de