Das Ruwac-Kompetenzzentrum „Additive Fertigung“ hat einen Weg gefunden, das beim Metall-3D-Druck anfallende überschüssige Pulver wiederzuverwerten. Bislang wurde dieses Pulver mit einem Nassabscheider aus der Baukammer abgesaugt und dort, weil es reaktiv ist, inertisiert. Dadurch können die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Pulvers so verändert werden, dass es auch nach einem Trocknungsvorgang nicht mehr als Ausgangsmaterial für die Additive Fertigung geeignet ist. Das ist nicht im Sinne der Kreislaufwirtschaft und es verursacht hohe Zusatzkosten, weil das Pulver teuer ist und der Anteil des Restpulvers in der Baukammer je nach Bauteilgeometrie sehr hoch sein kann.

Ein neuer, speziell für dieser Aufgabe entwickelter Trocken-Vorabscheider erhöht die Wiederverwendungsquote deutlich. Er ist dem Nassabscheider vorgeschaltet und nutzt das Verfahren eines Hochgeschwindigkeits-Zyklons, in dem der Großteil des abgesaugten Pulvers abgeschieden wird.

Praxistests

Erste Praxistests im Ruwac-Entwicklungszentrum zeigten: Unter Laborbedingungen kann der Zyklon mehr als 98% des aus dem Arbeitsraum abgesaugten Pulvers trocken und sicher abscheiden. Aber wie sieht es unter Praxisbedingungen aus? Das zeigt ein Test, den die Rapidobject GmbH in Leipzig als einer der ersten Anwender des Verfahrens unternahm. Das Unternehmen gilt bundesweit als Spezialist für additive Fertigungsverfahren mit Kunststoffen und Metallen. Rapidobject fertigt sowohl Einzelteile als auch kleine bis mittlere Serien und nutzt dabei diverse Verfahren wie SLM, SLS, MJF und weitere. Mehr als 20.000 Kunden aus der Elektro- und Automobilindustrie, dem Maschinenbau, der Luftfahrtindustrie und der Medizintechnik haben schon Bauteile von Rapidobject bezogen.

Versuchsaufbau

Ruwac installierte bei Rapidobject einen Trocken-Vorabscheider vom Typ R26 in Kombination mit einem Nassabscheider NA35. Diese Kombination wurde an eine SLM-Anlage angeschlossen und getestet. Markus Prokscha, Projektingenieur Metalldruck bei Rapidobject: „Wir haben Messungen unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Unabhängig davon, ob wir besonders vorsichtig, mit normaler Geschwindigkeit oder besonders schnell abgesaugt haben, konnten wir mehr als 99,9% des Metallpulvers im Trocken-Vorabscheider zurückhalten und wiederverwenden. Damit wurden unsere Erwartungen weit übertroffen, und das Gerät ist eine der wirtschaftlichsten Anschaffungen im Unternehmen.“ Angesichts der Kosten des Metallpulvers ergibt sich – das zeigen die Versuche bei Ruwac und auch der Test bei Rapidobject – ein großer finanzieller Nutzen. Aber das ist nicht der einzige Vorteil. Markus Prokscha: „Wir können auf das manuelle Entpulvern verzichten und stattdessen direkt absaugen, weil der Großteil des abgesaugten Pulvers ja wieder zur Verfügung steht. Das spart Zeit, und die SLM-Anlage ist schneller wieder betriebsbereit und kann somit stärker ausgelastet werden.“ Auch das Handling des Trocken-Vorabscheiders konnte im Praxistest überzeugen: Die Entnahme der Behälter und ihre Entleerung ist einfach, der Füllstand wird am Gerät angezeigt.

Fazit

Generell registriert Ruwac großes Interesse der Branche an der neuen Lösung. Die Trocken-Vorabscheidung verringert die (Pulver-)Kosten beim SLM deutlich, sie steigert die Nachhaltigkeit des nun im Kreislauf geführten Prozesses und spart aus Anwendersicht Zeit beim Entpulvern. Das verbessert die Produktivität und die Wettbewerbsfähigkeit der additiven Fertigung gegenüber konventionellen Bearbeitungsverfahren. Somit kann der Anwender echte Wettbewerbsvorteile nutzen – ohne Nachteile. Ein weiterer Vorteil: Der R26 kann einfach installiert und mit vorhandenen Nassabscheidermodellen kombiniert und auch nachgerüstet werden.

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