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Materialzufuhr Sicheres Pulverhandling für die Additive Fertigung

| Redakteur: Simone Käfer

Zum Beladen von additiven Anlagen mit Kunststoff- oder Metallpulvern bietet Piab den Vakuumförderer PI-Flow-p an. Er eigenet sich auf für die Rückführung von überschüssigem Material.

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Das Vakuumfördersystem PI-Flow-p von Piab soll für ein sicheres Pulverhandling in der Additiven Fertigung sorgen.
Das Vakuumfördersystem PI-Flow-p von Piab soll für ein sicheres Pulverhandling in der Additiven Fertigung sorgen.
(Bild: Piab)

Für das Handling von Metallpulvern in der Additiven Fertigung hat Piab einen Vakuumförderer PI-Flow-p im Portfolio. Filter im Vakuumförderer sowie zusätzliche Abluftfilter an der Vakuumpumpe verhindern, dass Feinstaub aus dem System in den Arbeitsraum eintritt und somit, dass Mitarbeiter mit diesen Stoffen in Berührung kommen. Das sorgt für eine saubere Arbeitsumgebung, bei der die Gesundheitsbelastung auf das weitestgehend reduziert ist. Gleichzeitig wird das Pulver vor Kontaminierungen durch Umwelteinflüsse und entsprechende Qualitätseinbußen geschützt. Grundsätzlich können in den Vakuumförderern alle Atex relevanten Pulver und Gase transportiert werden solange sie unter Gasatmosphäre keine elektrostatische Aufladung erfahren und einen spezifischen Volumenwiderstand nicht überschreiten.

Mit seiner automatischen Abschaltung der Vakuumpumpe bei Stillstand hält der Vakuumförderer die Energiekosten für die automatisierte Förderung und Befüllung der Anlagen gering. Alternativ kann der Vakuumförderer auf einer mobilen Plattform auch mehrere Maschinen speisen, sofern diese mit dem gleichen Pulver drucken.

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Vakuumförderung transportiert Pulver im Luftstrom. Eine weitere Besonderheit beim Fördern von Metallpulvern ist, dass diese häufig unter Inertgasatmosphäre, im Regelfall Stickstoff oder Argon, geschieht. Das bedeutet, dass diese Gase in das System eingespeist werden müssen, was eine hochkomplexe Regelung erforderlich macht. Im hauseigenen Testzentrum in Butzbach führt Piab eigene Versuche zur Stickstoffförderung durch und entwickelt zusammen mit den Kunden einen auf das jeweils eingesetzte Pulver abgestimmten Vakuumförderprozess.

Das Gerät kann auch genutzt werden, um überschüssiges Pulver aus einer Produktion wieder dem Fertigungskreislauf zuzuführen. Dabei wird mittels einer Sauglanze das übriggebliebene Pulver mit der Vakuumpumpe des Förderers aufgenommen und über einem Sieb in einen Behälter entleert. Von dort wird das Pulver durch den Vakuumförder wieder per Schlauch dem Produktionskreislauf zugeführt. Auf diese Weise bleibt der Kreislauf geschlossen, Resourcen werden geschont und Abfälle vermieden.

Das Unternehmen forscht derzeit an Möglichkeiten, um einen schnellen Wechsel von einem Metallpulver zum anderen in einer flexiblen Produktion zu erlauben. Auch an einer Integration im Sinne von Industrie 4.0 arbeitet Piab. Neben I/O-Link, Cloud-Fähigkeit und der Möglichkeit zu Voreinstellungen, wird bei Piab gerade ein Auto-Tuning-Prozess speziell für den Vakuumförderbereich entwickelt. Damit sollen sich die Vakuumförderer in vollautomatisierten Prozessketten selbständig auf unterschiedliche Anforderungen wie Saug- und Entleerungszeiten einregeln, um so eine optimale Produkteinspeisung zu gewährleisten.

Warum benötigt die Additive Fertigung eigene Dosier- und Fördertechnik?

Angefangen bei der hohen Schüttdichte. Denn Metallpulver wiegen bis zu 8 kg/l, während Pulver im Pharma- oder Lebensmittelbereich beispielsweise bei 0,8 bis 1,2 kg/l liegen. Das setzt deutlich leistungsstärkere Vakuumsysteme voraus, um die Pulver in Bewegung zu bringen. Gleichzeitig werden für einen Produktionsvorgang nur verhältnismäßig kleine Mengen benötigt, so dass meist kaum mehr als 100 kg/h, also 0,0125 m3, gefördert werden. Aufgrund der hohen Schüttdichte sowie der großen Filter im System und der zusätzlichen Abluftfilter ist eine entsprechend groß dimensionierte Vakuumpumpe erforderlich, um die notwendige Saugleistung zu erreichen. Dabei ist die Produktionszeit in additiven Verfahren relativ lang und die aktiven Förderzeiten gering.

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