Perfektionierung der Pulverhandhabung, Teil 1: Eine Einführung in die Handhabung von Metallpulvern im 3D-Druck

17. Januar 2025 | Lesezeit: 3 min

Beim 3D-Druck von Metall müssen alle Zahnräder ineinandergreifen, um ein perfektes Endprodukt zu gewährleisten. Ein oft übersehener, aber sehr wichtiger Faktor ist die Handhabung des Pulvers.

Durch den Einsatz von automatisierten Lösungen für das Pulverhandling können Hersteller ein neues Maß an Effizienz, Sicherheit und Skalierbarkeit erreichen, was spannende Möglichkeiten für die additive Fertigung (AM) im Bereich der Metallbearbeitung eröffnet.

In dieser Blogserie befassen wir uns mit den Grundlagen der Metallpulverhandhabung, den Vorteilen, die die Automatisierung mit sich bringt, und den dauerhaften Vorteilen für Produktivität, Sicherheit und Nachhaltigkeit.

Pulverbehandlung 101: Die Grundlagen

Bevor Ihr industrieller 3D-Drucker Ihre Entwürfe zum Leben erwecken kann, muss zunächst Metallpulver in den Vorratsbehälter geladen werden. Je nach Einrichtung kann dies manuell oder durch automatische Systeme erfolgen, die den Prozess rationalisieren. Nach einem Bauauftrag verbleibt das verbrauchte Pulver hauptsächlich im Pulverbett und im Pulverbehälter des Druckers.

Dieses gebrauchte Pulver wird in der Regel recycelt, und eine sorgfältige Handhabung ist für die Aufrechterhaltung optimaler Ergebnisse unerlässlich. Automatisierte Systeme tragen dazu bei, die Integrität des Pulvers zu schützen, das Kontaminationsrisiko zu verringern und zu ermöglichen, dass unbenutztes Pulver wieder aufgefangen und mit minimalem Abfall in die Produktion zurückgeführt werden kann.

Bei den meisten 3D-Drucksystemen erfolgt die Entfernung von überschüssigem Pulver durch eine Kombination aus Absaugen, Vibration und Rotation der Bauplatte sowie Druckgaskomponenten. EOS Materialhandhabungssysteme lassen sich mit all diesen Varianten der Pulverentfernung verbinden. Auf diese Weise können menschliche Eingriffe und das Risiko einer Kontamination auf ein Minimum reduziert werden.

Nach erfolgreicher Entnahme des Pulvers aus der Prozesskammer kann das überschüssige Pulver in speziellen Behältern gelagert und dann wieder in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden.

Warum die Handhabung von Pulver wichtig ist

Die Automatisierung des Pulverhandlings spart nicht nur Zeit, sondern erhöht auch die Sicherheit, die Produktqualität und die betriebliche Flexibilität. So geht's:
 

• Sicherheit: Durch die Handhabung von Pulver in geschlossenen Systemen reduzieren automatisierte Lösungen den Kontakt von Menschen mit potenziell gefährlichen Materialien erheblich und sorgen so für ein sichereres Arbeitsumfeld. 
• Vorschriften: Der Schutz der Bediener vor Gesundheitsrisiken ist eine Voraussetzung für die Einhaltung der Vorschriften, und die Anforderungen an die Vorschriften sind je nach Branche unterschiedlich. 
• Qualität des Teils: Die Qualität des 3D-gedruckten Bauteils hängt direkt von der Qualität des verwendeten Pulvers ab. Automatisierte Handhabung und Förderung innerhalb geschlossener Systeme schützen das Pulver vor Verunreinigungen aus der Umgebung und sorgen für bessere Druckergebnisse bei der Wiederverwendung von Pulver. Weniger manuelle Eingriffe bedeuten auch weniger Bedienerfehler oder Verwechslungen, was die Konsistenz verbessert. 
• Fließeigenschaften: Einige fortschrittliche Systeme gehen sogar noch weiter, indem sie Vakuumtrocknungsvorgänge einbeziehen, die die Fließeigenschaften des Pulvers verbessern, was zu qualitativ hochwertigeren gedruckten Komponenten führt. 
• Verantwortungsvolle Herstellung: Eine unsachgemäße Handhabung des Pulvers kann zu einer Verschwendung von Ressourcen führen, da sie eine höhere Verlustrate des Pulvers zur Folge haben kann. Am Ende wird möglicherweise Material weggeworfen, das wiederverwendet werden könnte, was die Nachhaltigkeit beeinträchtigt. 

Flexibilität bei Pulverhandlingsystemen

Einer der herausragenden Vorteile des automatisierten Pulverhandlings ist seine Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Produktionsaufbauten. Diese Systeme bieten Flexibilität in Bezug auf Raumaufteilung, Transportwege und sogar die Anpassung an mehrstöckige Anlagen. Darüber hinaus können Sie diese individuellen Konzepte zur Steigerung der Workflow-Effizienz mit einer Vielzahl von Fließkonzepten kombinieren, so dass Sie das System an Ihre Bedürfnisse anpassen und den Betrieb je nach Bedarf skalieren können.

Die Entwicklung der Pulververarbeitung

In den Anfängen der Metall-AM war die Handhabung von Pulver ein manueller Prozess. Die Bediener unterbrachen die Produktion, um das Pulver von Hand zu laden, zu entladen und zu säubern, und trugen dabei PSA, um die Sicherheit zu gewährleisten. Mit zunehmender Größe und Komplexität des 3D-Drucks wurde die manuelle Handhabung ineffizient und führte zu halbautomatischen Systemen. Doch selbst diese frühen Methoden konnten nicht mit den steigenden Anforderungen der industriellen Produktion mithalten.

Heute haben fortschrittliche Automatisierungstechnologien wie die Vakuumförderung und die Vibrationssiebung die Handhabung von Pulvern revolutioniert. Diese Systeme rationalisieren nicht nur den Prozess, sondern reduzieren auch drastisch die manuellen Eingriffe und bieten eine nahtlose Integration mit großen 3D-Druckern. Sie sorgen dafür, dass die Pulverhandhabung effizient, sicher und flexibel genug ist, um die Anforderungen moderner AM-Prozesse zu erfüllen.

Die Automatisierung nimmt zu

Automatisierung ist der Schlüssel zur Erschließung des vollen Potenzials von AM. Automatisierte Pulverhandlingsysteme bieten erhebliche Vorteile, von verbesserter Produktivität und geringeren Arbeitskosten bis hin zu erhöhter Skalierbarkeit und Sicherheit. 

Im nächsten Beitrag dieser Serie werden wir die Spitzentechnologien, die hinter der automatisierten Pulververarbeitung stehen, genauer unter die Lupe nehmen und untersuchen, wie sie Ihr Unternehmen bei der Skalierung unterstützen können. Möchten Sie mehr über die Vorteile des automatisierten Pulverhandlings erfahren? Wenden Sie sich an unser Team.