Additive Fertigung braucht Sauberkeit

Welche Sauger im Additive Manufacturing Center von Voestalpine zum Einsatz kommen

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 – und zwar immer maßgeschneidert und meistens mit konturnaher Kühlung. Dabei kommen verschiedenen Verfahren des Metall-3D-Drucks zum Einsatz, die jeweils andere Anforderungen an das Absaugen des überschüssigen Metallpulvers stellen. Deshalb kommen hier beim selektiven Laserschmelzen (SLM) und beim Laserauftragsschweißen unterschiedliche Bauarten von Ruwac-Absauganlagen zum Einsatz.

Bei Voestalpine in Düsseldorf werden hochwertige Metallpulver verwendet, die Voestalpine Böhler-Edelstahl erzeugt. Zum Programm gehören außerdem 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 hier mit dazu Kernprozesse sind hier das Selektive Laserschmelzen (SLM) und das Laserauftragsschweißen (Direct Metal Deposition/ DMD).

Beim SLM wird ein Bauteil Schicht für Schicht aus Metallpulver mit einer Korngröße von rund 15 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 wieder verwendet.

Dabei kommt ein Ruwac-Nassabscheider vom Typ NA 35 zum Einsatz.

Der 3D-Operator saugt dabei 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 einhundert Prozent wieder für den Druckprozess verwenden.

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. 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.

Beim Laserauftragsschweißen kann das Metallpulver mit einem „normalen Industriesauger aufgesaugt werden. Für Ruwac ist der 3D-Druck mittlerweile zu einem wichtigen Einsatzbereich von Nassabscheidern und Absauganlagen geworden.

Bild: Ruwac

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. Die Anwender im Additive Manufacturing Centers 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 Sauger werden also weiterhin für saubere Prozesse im High End-Segment des Metall-3D-Drucks sorgen.

www.ruwac.de