Dieser Artikel diskutiert die Bedeutung der Pulverhandhabung in der Laser Powder Bed Fusion (LPBF) Technologie und stellt AddUps Autonomous Powder Module (APM) als eine umfassende Closed-Loop-Lösung vor.
Geschrieben von: Mark Huffman, Anwendungsingenieur – Luft- und Raumfahrt & Verteidigung
Die Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Technologie hat die Fertigungsindustrie revolutioniert, da sie die Herstellung komplexer Geometrien mit hoher Präzision und Genauigkeit ermöglicht. Bei der LPBF-Technologie wird Metallpulver mit Hilfe eines Hochleistungslaserstrahls geschmolzen und verfestigt, so dass die Pulverpartikel Schicht für Schicht zu dem gewünschten Teil verschmelzen. Die Qualität und Zuverlässigkeit des fertigen Teils hängt jedoch stark von der Qualität des verwendeten Pulvers und seiner Handhabung ab.
Die Handhabung des Pulvers ist ein kritischer Aspekt des LPBF-Prozesses, der den Transport, die Lagerung und die Handhabung von Metallpulver umfasst. Die Qualität des Pulvers kann durch verschiedene Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperatur, Partikelgröße und das Vorhandensein von Verunreinigungen beeinflusst werden. Im Folgenden werden einige Gründe genannt, warum die Handhabung des Pulvers beim Einsatz der LPBF-Technologie wichtig ist:
Das Problem
Qualitätskontrolle
Die Qualität des im LPBF-Verfahren verwendeten Pulvers hat einen erheblichen Einfluss auf die Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts. Daher müssen geeignete Verfahren zur Handhabung des Pulvers eingeführt werden, um sicherzustellen, dass das Pulver die erforderliche Qualität aufweist. Dazu gehören ordnungsgemäße Lagerungsbedingungen, z. B. Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle, sowie regelmäßige Inspektionen und Tests, um sicherzustellen, dass das Pulver immer noch Ihren Pulverspezifikationen in Bezug auf PSD, Chemie und Morphologie entspricht, die die Eigenschaften des endgültigen Teils beeinträchtigen könnten.
Prozesskontrolle
Eine ordnungsgemäße Handhabung des Pulvers gewährleistet auch, dass der LPBF-Prozess konsistent und wiederholbar ist. Eine uneinheitliche Pulverqualität kann zu Schwankungen im Schmelz- und Erstarrungsprozess und damit zu Defekten im fertigen Teil führen. Daher ist es wichtig, Verfahren zur Handhabung des Pulvers zu implementieren, die sicherstellen, dass das Pulver homogen ist und die Partikelgrößenverteilung innerhalb des erforderlichen Bereichs liegt.
Sicherheit
Metallische Pulver, die im LPBF-Verfahren verwendet werden, können bei unsachgemäßer Handhabung gefährlich sein. Einige Pulver sind entflammbar, explosiv oder können beim Einatmen Atemprobleme verursachen. Richtige Handhabungsverfahren wie die Verwendung persönlicher Schutzausrüstung, gute Belüftung und die Sicherstellung, dass das Pulver geerdet ist, können die mit der Handhabung von Metallpulvern verbundenen Risiken minimieren.
Kosten
Die Kosten für das im LPBF-Verfahren verwendete Metallpulver sind relativ hoch. Eine ordnungsgemäße Handhabung des Pulvers kann dazu beitragen, den Pulverabfall zu minimieren und sicherzustellen, dass das Pulver effizient genutzt wird. Dazu gehören der richtige Transport, die richtige Lagerung und die richtige Dosierung des Pulvers, um Verschüttungen und Verunreinigungen zu vermeiden.
Die Verfahren zur Handhabung des Pulvers stellen sicher, dass die Qualität des Pulvers erhalten bleibt, der LPBF-Prozess konsistent und wiederholbar ist, die Sicherheit im Vordergrund steht und die Kosten minimiert werden. Die kontinuierliche Implementierung von Verfahren, Technologien und Geräten für die Pulververarbeitung, die den Industriestandards entsprechen, ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass der LPBF-Prozess optimiert wird, was zu qualitativ hochwertigen und zuverlässigen Teilen führt.
Die Lösung
Das Autonomous Powder Module (APM) von AddUp ist ein Wendepunkt im LPBF-Prozess und bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Pulverhandhabungsmethoden. Das APM hat mehrere Fähigkeiten, die es zu einer idealen Lösung für das Pulverhandling in der LPBF-Technologie machen.
Qualität sichern
AddUp hat den APM mit Blick auf die Qualität durch die Wiederverwendung von Pulver gemäß der Norm ASTM F3456-22 entwickelt, die sich auf die Kriterien Rückverfolgbarkeit, Siebung, Pulverlagerung und Altpulver konzentriert. Die Rückverfolgbarkeit der Chargennummer in der AddUp Manager Software ermöglicht eine einfache Verfolgung und Überwachung des verwendeten Pulvers und stellt sicher, dass die Qualität des Pulvers erhalten bleibt. Der APM siebt und regeneriert das Pulver automatisch, wodurch sichergestellt wird, dass das Pulver die erforderliche Qualität aufweist und die Notwendigkeit manueller Eingriffe reduziert wird.
Prozesskontrolle beibehalten
Das APM ermöglicht die Pulverbefüllung während der Produktion, so dass die Bediener die Produktion nicht mehr unterbrechen müssen, um Pulver
hinzuzufügen, was die Stillstandszeiten reduziert und die Produktivität erhöht. Das APM verflüssigt das Pulver, wodurch es weniger kohäsiv wird, was die Fließfähigkeit des Pulvers während des LPBF-Prozesses verbessert und sicherstellt, dass das Pulver gleichmäßig verteilt wird. Die APM-Funktion zur Rückverfolgbarkeit von Pulververlustenstellt sicher, dass das Pulver immer verfolgt werden kann, wodurch das Risiko eines Verlusts oder einer Verlagerung minimiert wird.
Mehr Sicherheit
Die vollständige Inertisierung des APM für die Pulverlagerung, -förderung und -handhabung mit dem Einsatz einer Handschuhbox während des Be- und Entladens des Pulvers stellt sicher, dass das Pulver weder der Umwelt noch dem Bedienpersonal ausgesetzt ist. Die Pulverentnahmevorrichtung des APM ermöglicht jederzeit eine einfache Entnahme von Pulverproben durch die Handschuhbox, wodurch das Risiko einer Exposition gegenüber reaktiven Pulvern minimiert wird. Die automatischen Zyklen des APM für die Kreislaufspülung und -entleerung stellen sicher, dass das Pulverhandhabungssystem immer sauber ist, was ebenfalls das Risiko einer Kontamination und Exposition verringert.
Kosten minimieren
Das Pulverhandhabungssystem des APM ermöglicht eine einmalige Befüllung, wodurch der Pulverabfall minimiert und die effiziente Nutzung des Pulvers sichergestellt wird. Das geschlossene System des APM stellt sicher, dass überschüssiges Pulver während der Produktion und der Regeneration automatisch zurückgewonnen wird, was den Pulverabfall minimiert und die Kosten für den Pulverbestand reduziert. Zusätzliche Kosteneinsparungen sind auch durch den Wegfall der Nachverfolgung von Pulvermengen für laufende Produktionen möglich. Das Vakuumsystem des APM macht ein separates Gerät zum Absaugen am Ende der Produktion überflüssig, was die Kosten senkt und die Effizienz erhöht. Der Lagerkoeffizient des APM von 1,4 stellt sicher, dass das Pulver effizient gelagert wird, was den Lagerplatzbedarf und die Kosten reduziert.
Insgesamt bietet das APM eine rationalisierte und effiziente Lösung für das Pulverhandling, die die Qualität, Kosteneffizienz, Sicherheit und Produktivität der LPBF- Technologie verbessert.
