Postprocessing Dem Restpulver auf die Pelle rücken

Autor: Simone Käfer

Der Trend für das Postprocessing geht zur Automatisierung, zur Qualität, zur Großserie. Das sind die jüngsten Entwicklungen für die Reinigung von Metall- und Kunststoffbauteilen.

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Viel geschieht noch händisch in der Nachbearbeitung. Wir stellen zwei Beispiele vor, die auf eine Integration in eine moderne Prozesskette vorbereitet sind.
Viel geschieht noch händisch in der Nachbearbeitung. Wir stellen zwei Beispiele vor, die auf eine Integration in eine moderne Prozesskette vorbereitet sind.
(Bild: ©auremar - stock.adobe.com)

Egal wie schnell der Drucker ist, nicht automatisierte oder gar händische Nachbearbeitungsschritte halten den Prozess auf – und stehen einem großflächigeren Einsatz der Additiven Fertigung im Weg. Verwendet man Pulverbettverfahren, müssen die Bauteile nach dem Druck vom Pulverkuchen befreit werden. Diese Entpulverung ist oft manuell und gefährdet die Mitarbeiter, nicht zuletzt durch die Gefahr einer Explosion. Außerdem erhöht es die Arbeitskosten, erschwert die Pulverrückgewinnung, die Reinigungsqualität und die Wiederholbarkeit des Prozesses.

Anklopfen bei Kupfer und Aluminium

Bei der automatisierten Entpulverungstechnologie SPR (Smart Powder Recuperation) von Solukon wird rückständiges Pulver aus komplexen Hohlräumen und Kanälen durch programmierbare Bauteilrotation und Vibration innerhalb einer geschützten Atmosphäre entfernt. Für eine Wiederverwendung wird das Restpulver gesammelt. Werkstoffe wie Kupfer und Aluminium verstopfen jedoch gerne in den Kanälen und erschweren so die Reinigung. Solukon wirkt dem mit Klopfen entgegen. Mittels fein justierbarer Schläge werden Verstopfungen des Pulvers gelöst und das Pulver kann kontrolliert abfließen. Der Klopfer ist für alle Solukon-Maschinen als zusätzliches Add-On verfügbar.

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Um den Entpulverungsprozess in digitale Workflows einzubinden, hat Solukon sein Digital Factory Tool entwickelt. Es soll eine durchgängige Qualitätssicherung ermöglichen. Das Tooll erleichtert

  • die Produktionssteuerung,
  • die Wartungsplanung,
  • die Automationsintegration sowie
  • die Prozessvalidierung und Qualitätssicherung.

Die Maschinen werden über eine OPC-UA-Schnittstelle eingebunden, die auch bei älteren Modellen vorhanden ist. So können Produktionsmanager über ihren zentralen Leitstand die Maschinen einsehen, steuern und organisieren. Damit werden theoretisch alle vor- und nachgelagerten Vorgänge wie Rüst-, Auspack-, Entpulverungs-, Förder- und Siebtätigkeiten unabhängig vom und parallel zum 3D-Druckprozess verkettet und in Echtzeit überwacht.

Zum Digital Factory Tool wird ein erweitertes Sensorpaket angeboten. Es ist sinnvoll, weil alle prozessrelevanten Daten damit aufgezeichnet und zur späteren Auswertung in einem Protokoll zusammengefasst werden. Relevante Daten sind Restsauerstoff, Luftfeuchtigkeit, Kammerdruck, Temperatur und Anregungsfrequenzen am Bauteil. Zu allen Daten können kritische Grenzwert eingegeben werden. Aber auch alle Randinformationen zum gewählten Reinigungsprogramm werden automatisch erfasst.

Die Kombimaschine

Dyemansion hat im März eine neue Maschinen-Serie vorgestellt. Die Performance-Serie besteht aus drei Maschinen: Powershot C Performance, Powershot S Performance und Powershot Dual Performance. Während das C für Cleaning und das S für Surfacing steht, vereint die Dual-Maschine beide Verfahren: Cleaning und Surfacing. Der Übergang zwischen den Bearbeitungsschritten nimmt die Maschine automatisch vor. Die Powershot Dual Performance kann ab Q4 2021 bestellt werden. Die Maschinen sind für Kunststoffteile geeignet, beispielsweise aus SLS- und MJF-Verfahren.

Die Performance Serie wurde speziell für die Fabrik der Zukunft und die Großserienproduktion entwickelt. Dazu ist die Powershot-Serie mit Automatisierungstechnik von Siemens ausgestattet, besitzt eine OPC-UA-Schnittstelle und alle Standardprotokolle. Auch der Multi Belt, ein integriertes Muldenband, hilft bei der Automatisierung. Indem er komplette Bauaufträge von Größen, wie sie aus den 3D-Drucker EOS P396 oder HP Jet Fusion 4200/5200 kommen, fördert und verarbeitet. Getestet wurden die Systeme für Bauteilvolumen von 55 l.

Sicherer Reinigen mit Kunststoff

Außerdem hat Dyemansion seinen Reinigungsprozesses verbessert. Anstatt mit Glasperlen arbeiten die Maschinen mit Kunststoff-Strahlmitteln im Durchmesser von 400 µm. Das Strahlmedium soll das Pulver schonend entfernen, ohne Teile zu beschädigen oder Mineralstaub auf der Oberfläche zu hinterlassen. Der rückstandsfreie Reinigungsprozess für brillante Farben erlaubt eine größere Bandbreite an Prozessparametern und eine präzisere Einstellung. Er ist mit allen gängigen Pulverbett-Technologien kompatibel und verbessert die Entpulverung von anspruchsvollen Prozessmaterialien wie TPU.

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Über den Autor

 Simone Käfer

Simone Käfer

Redakteurin für Additive Fertigung