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Auspacken und Feinreinigen 3D-gedruckter Metallteile

Kooperation von Reichenbacher und Solukon verbindet essenzielle Postprocessing-Schritte und ermöglicht erstmals automatisiertes Boxentpacken.

Das Ent­fer­nen von unge­bun­de­nem Pul­ver ist ein zen­tra­ler Schritt in der Nach­be­ar­bei­tung addi­tiv gefer­tig­ter Metall­tei­le. Seit Jah­ren ent­fer­nen Sys­te­me der Fir­ma Solu­kon das Pul­ver auto­ma­tisch aus Bau­tei­len, die im LPBF-Ver­fah­ren gefer­tigt wur­den. Ein gemein­sa­mes Pro­jekt mit Rei­chen­ba­cher Hamu­el geht jetzt noch einen Schritt wei­ter und auto­ma­ti­siert sowohl das Ent­pa­cken aus dem Bau­be­häl­ter als auch das Ent­pul­vern in einer Anlage.

Nach dem LPBF-Pro­zess in der AMS 400 von Rei­chen­ba­cher befin­det sich das gedruck­te Bau­teil in einem soge­nann­ten ‚Pul­ver­ku­chen‘ aus unver­brauch­tem Metall­pul­ver in einem Bau­be­häl­ter. Das Ent­pa­cken des Bau­teils, also das Frei­le­gen des Bau­teils aus die­sem Pul­ver­ku­chen, erfolgt in der Regel durch Absau­gen und Frei­räu­men. Ist das Bau­teil frei­ge­legt und aus dem Bau­be­häl­ter ent­fernt, wird es in eine Solu­kon-Anla­ge gespannt, um auch das unge­bun­de­ne Metall­pul­ver im Inne­ren des kom­ple­xen Bau­teils auto­ma­tisch zu ent­fer­nen. Mit­tels pro­gram­mier­ba­rer 2‑Achs-Rota­ti­on und Vibra­ti­on wird das Pul­ver fließ­fä­hig und kann kon­trol­liert aus den innen­lie­gen­den Kanä­len aus­lau­fen. So gestal­tet sich die Pul­ver­ent­fer­nung bei kom­ple­xen strahl­ge­schmol­ze­nen Metall­tei­len in der Regel. Hier setzt das Pro­jekt von Rei­chen­ba­cher und Solu­kon an, wel­ches erst­mals bei­de Pro­zess­schrit­te in einer auto­ma­ti­sier­ten Anla­ge vereint.

Beitragsbild "Auspacken und Feinreinigen 3D-gedruckter Metallteile"
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Die Bau­box mit Bau­teil und Pul­ver wird aus dem Rei­chen­ba­cher-Dru­cker ent­nom­men und in die Solu­kon-Anla­ge ein­ge­setzt. Dort wird die Box zunächst als Gan­zes über Kopf gedreht, bevor dann (nach Abnah­me des Rah­mens) die Fein­rei­ni­gung ohne Box stattfindet.

Das Funktionsprinzip der kombinierten Auspack- und Reinigungsstation

Zen­tral für das Pro­jekt von Rei­chen­ba­cher und Solu­kon ist, dass nicht das Bau­teil sepa­rat, son­dern der gesam­te Bau­be­häl­ter, in dem sich das Bau­teil befin­det, in die SFM-AT1000‑S gela­den wird. Per Null­punkt­spann­sys­tem fixiert wird die Rei­chen­ba­cher-Bau­box, deren Boden und Wan­dung getrennt wer­den kön­nen, anschlie­ßend über Kopf gedreht und das ers­te lose Pul­ver des Pul­ver­ku­chens auto­ma­ti­siert aus­ge­leert. Das aus­ge­schleus­te Pul­ver wird direkt einer exter­nen Mate­ri­al­auf­be­rei­tungs­sta­ti­on zugeführt.

Anschlie­ßend ent­fernt der Anwen­der den Rah­men der Box mit einer exter­nen mobi­len Hub­vor­rich­tung, sodass das Bau­teil frei zugäng­lich ist. Dann rei­nigt die Solu­kon-Anla­ge (in der Vari­an­te mit kur­zem Schwenk­arm) das Bau­teil wie gewohnt mit­tels der ein­zig­ar­ti­gen SPR-Tech­no­lo­gie® durch pro­gram­mier­ba­re 2‑Achs-Rota­ti­on und geziel­te Schwin­gungs­an­re­gung. Mit der SPR-Pathfinder®-Software lässt sich der Bewe­gungs­ab­lauf in der Solu­kon bequem und voll auto­ma­tisch anhand der CAD-Datei des Bau­teils vor­aus­be­rech­nen. Bis zu 800 kg schwe­re Bau­bo­xen kann die SFM-AT1000‑S auf­neh­men und bekommt mit­hil­fe eines Hoch­fre­quenz­klop­fers selbst hart­nä­ckigs­te Pul­ver­ver­klum­pun­gen in den innen­lie­gen­den Kanä­len des Bau­teils gelöst.

„Die SFM-AT1000‑S mit Boxent­pa­cken ist ein Pro­jekt mit hohem Auto­ma­ti­sie­rungs­grad. Zudem zei­gen wir, wie fle­xi­bel ein­setz­bar unse­re Anla­gen für indi­vi­du­el­le Kun­den­lö­sun­gen sind. Als kom­pe­ten­ter Sys­tem­lie­fe­rant unter­stüt­zen wir Rei­chen­ba­cher beim Pro­jekt zum Boxent­pa­cken strahl­ge­schmol­ze­ner Metall­tei­le. So gene­rie­ren wir gemein­sam einen ech­ten Wett­be­werbs­vor­teil für die Kunden.“

Andre­as Hart­mann
CEO & CTO, Solukon

Gemein­sam mit dem Team Addi­ti­ve Fer­ti­gung von Rei­chen­ba­cher um Dr. Alex­an­der Kawal­la-Nam ist so in Rekord­zeit eine indus­trie­fä­hi­ge Auto­ma­ti­sie­rungs­lö­sung entstanden.

„Mit Solu­kon haben wir erneut eine Anla­ge mit einem ech­ten Allein­stel­lungs­merk­mal im Port­fo­lio und heben uns nun auch im Bereich Postpro­ces­sing von Stan­dard­lö­sun­gen des AM-Markts ab. Dadurch ist Rei­chen­ba­cher in der Lage, die gesam­te Pro­zess­ket­te des 3D-Drucks abzubilden“

Dr. Kawal­la-Nam
Head of Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring Tech­no­lo­gy, Rei­chen­ba­cher Hamu­el Gruppe

Die kom­bi­nier­te Anla­ge SFM-AT1000‑S mit Boxent­pa­cken hat den Pra­xis­test schon bestan­den. Bei einem füh­ren­den Her­stel­ler von Stahl­for­men für die Beton­stein­in­dus­trie ist das Sys­tem seit Mona­ten erfolg­reich im Einsatz.

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Bei einem füh­ren­den Her­stel­ler von Stahl­for­men für die Beton­in­dus­trie ist die kom­bi­nier­te Lösung bereits im Einsatz.

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