Innovative Pulverreinigung fürs SLM-Verfahren

Die Qualität von Produkten bei additiven Fertigungsverfahren hängt entscheidend von der Präzision des Herstellverfahrens und der Reinheit des verwendeten Materials ab. Obwohl im vergangenen Jahrzehnt zahlreiche Innovationen in den Herstellungsverfahren aufgetreten sind, wurden im Bereich der Materialaufbereitung nur wenige Fortschritte erzielt. Eine unzureichende Materialaufbereitung führt jedoch zu Fehlstellen, die durch Verunreinigungen im Ausgangsmaterial verursacht werden. Diese Defekte manifestieren sich als Risse, die sich sowohl an der Oberfläche als auch im Inneren des Bauteils ausbreiten und strukturelle Schwächungen verursachen. Insbesondere die Beeinträchtigung der Oberflächenqualität führt zu einem erheblichen Anstieg des Bedarfs an Post-Processing- und Finishing-Prozessen, die bis zu 300% der eigentlichen Herstellungskosten ausmachen können. Insgesamt unterstreicht dies die Notwendigkeit von Innovationen im Bereich der Materialaufbereitung, um die Produktqualität in additiven Fertigungsprozessen zu verbessern und die nachgelagerten Kosten zu reduzieren. Insbesondere sind organische Verunreinigungspartikel eine große Herausforderung, da z.B. Hautschuppen, Haare, Öle und Fette durch die Handhabung des Pulvers oder durch obligatorische Bauraumreinigungen in den Pulverkreislauf eingeführt werden.

Dieser Herausforderung nehmen sich die Projektpartner TU Chemnitz und edmos industrielle Baugruppen GmbH an und entwickeln im Zuge eines Innovationsprojektes eine Pulveraufbereitungsstation für das additive Fertigungsverfahren „Selektives Laserschmelzen“ (SLM). Mit dieser werden sich organische Verunreinigungspartikel aus Metallpulvern zuverlässig entfernen lassen. Mit dem aktuellen Stand der industriellen Technik lassen sich organische Verunreinigungspartikel nur teilweise entfernen, da in konventionellen Aufbereitungsstationen Siebe zum Einsatz kommen, welche nur größere Partikel entfernen können. Das Innovationsprojekt wird eine Reaktionskammer hervorbringen, welche mithilfe von Zusatzstoffen die Verunreinigungspartikel in den gasförmigen Zustand überführt und so eine Reinheit von 99,95% des Ausgangsmaterials erreicht. Selbst mehrfach prozessierte Pulverchargen können mit diesem Verfahren für eine gleichbleibend hohe Bauteilqualität, bei gesteigerter Ressourceneffizienz, sowie verbesserter Pulverdurchmischung Verwendung finden.

Das Projekt ist am 01.12.2022 gestartet und wird durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.