Die Frage ist berechtigt, weil hier besondere Bedingungen zu beachten sind. Warum man hier überhaupt saugen muss, ist schnell erklärt: weil jedes „gedruckte“ Metallteil in einem Pulverbett entsteht. Ein Laser oder mehrere zielen exakt auf diejenigen Bereiche, die letztlich zum gedruckten Produkt werden und härten das Pulver aus. Übrig bleibt das nicht vom Laser beaufschlagte Pulver. Um dieses Pulver zu beseitigen, gibt es zwei Methoden – eine bewährte und eine ganz neue.
Doppelte Herausforderung: Explosionsschutz und Materialkosteneffizienz
Die erste: Der Bediener nimmt einen Pinsel und sammelt das Pulver in einem Behälter. Dieses Pulver kann wiederverwendet werden. Anschließend greift man zum Sauger und saugt die Reste ab. Dabei ist zu beachten, dass Metallpulver für die additive Fertigung reaktiv sind, genau wie andere Metallstäube auch. Würde man sie mit einem konventionellen Industriesauger aus dem Arbeitsraum absaugen, wäre das Risiko, dass es tatsächlich zu einer Explosion kommt, nicht zu unterschätzen. Das Pulver muss also „unschädlich“ oder „träge“ gemacht – das heißt: inertisiert – werden. Für solche Aufgaben (ursprünglich in der spanenden Fertigung) hat Ruwac kompakte Nassabscheider entwickelt. Das Sauggut wird hier in eine Flüssigkeit geleitet. Damit verliert es seine Reaktivität, aber leider auch andere Materialeigenschaften.
Dieses Prinzip hat sich bewährt. Führende Hersteller von Anlagen für die additive Fertigung mit Metallen haben seit vielen Jahren Ruwac-Nassabscheider im Programm.
Blick in die Zukunft
Die zweite Methode ist neuer und deutlich effizienter. Sie berücksichtigt die Tatsache, dass Metallpulver für die additive Fertigung richtig teuer sind. Bei besonderen Legierungen oder Metallen (wie Titan) können die Kosten bei mehreren 100 € pro Kilo liegen. Und da ein Großteil des Materials nach wie vor als Pulver vorliegt, handelt es sich hier um bedeutende Mengen, die auf jeden Fall wiederverwendet werden sollten. Sonst lässt sich die additive Fertigung nicht wirtschaftlich darstellen.
Erreicht wird dieses Ziel mit folgendem Konzept: Dem Nassabscheider wird ein Vorabscheider auf Basis eines Hochgeschwindigkeits-Zyklons vorgeschaltet. Das in diesem Zyklon gesammelte (trockene) Pulver kann ebenso wiederverwendet werden wie die Menge, die bei der bewährten Methode manuell, mit dem Pinsel, gesammelt werden. Allerdings kann man auf den Aufwand des Auspinselns verzichten, und der 3D-Drucker ist schneller wieder betriebsbereit.
Dieses Verfahren wurde von Ruwac entwickelt und durch das Fraunhofer IPA begleitet und getestet. Erste Tests haben gezeigt: Rund 98% des aus dem Arbeitsraum abgesaugten Pulvers werden durch den Zyklon trocken abgeschieden. Sie müssen nur noch gesiebt werden und lassen sich dann für die Produktion von neuen Bauteilen weiterverwenden. Nur die restlichen 2% werden im nachgeschalteten Nassabscheider inertisiert und anschließend entsorgt.
Ruwac hat dieses Verfahren im November 2024 auf der Messe formnext – der zentralen Plattform der Experten für industriellen 3D-Druck – vorgestellt. Die ersten Seriengeräte der Baureihe R 26 werden für das zweite Quartal 2025 erwartet.
Weitere Informationen über die Absaugung in der additiven Fertigung