PowTReX – Metallpulver absaugen, aufbereiten und abfüllen
Die PowTReX – Baureihe ermöglicht die effiziente Aufbereitung von gebrauchtem Metallpulver nach dessen Verwendung bei einem Druckjob. Das Pulver wird durch eine effiziente Siebung von übergroßen Partikeln, Agglomeraten, abgebrochenen Stützstrukturen und anderen Fremdkörper gereinigt. Daraus resultiert ein aufbereitetes Metallpulver von hoher Qualität für den erneuten Einsatz im 3D-Druck.
Das PowTReX-System vereint drei Funktionen in einer kompakten Einheit:
- Ansaugen und Fördern von Metallpulver aus einem vorgeschalteten System (z.B. 3D-Drucker oder Auspackstation) in den Pufferbehälter des PowTReX
- Reinigung des Metallpulvers von Agglomeraten und Überkorn mittels eines Siebes
- Abfüllen des gereinigten Metallpulvers in einen Behälter. Optional kann eine nachgeschaltete Maschine das Metallpulver über eine Rohrleitung direkt aus diesem Behälter entnehmen.
![Ein PowTReX-System für die Rückgewinnung von Metallpulver neben einem EOS M 290 Metall-AM-Drucker [mit freundlicher Genehmigung von GKN Additive]](https://volkmann.info/wp-content/uploads/2023/07/PowTReX_3D-Drucker-EOS-M290-1500x1000-1-1400x933.jpg)
![Manuelles Auspacken nach dem 3D-Druck: Absaugung in ein PowTReX zur Aufbereitung des gebrauchten Pulvers [mit freundlicher Genehmigung von GKN Additive]](https://volkmann.info/wp-content/uploads/2023/07/PowTReX_3D-Drucker_EOS-M290_Baujob-auspacken-1500x1000-1-1400x933.jpg)
Die PowTReX-Systeme
Die PowTReX-Familie beinhaltet zwei Baureihen bzw. Leistungsklassen: das PowTReX und das PowTReX basic. Außerdem können wir für besondere Anforderungen auch maßgeschneiderte Lösungen anbieten.
PowTReX
Das PowTReX ermöglicht die Pulveraufbereitung bei hohem Durchsatz, und eignet sich deshalb auch für 3D-Drucker mit großen Bauräumen und damit auch für Multi-Machine-Setups.
PowTReX basic
Das PowTReX basic bietet die elementaren Funktionen für die Aufbereitung von Metallpulvern. Die Leistung ist für kleine bis mittlere 3D-Drucker ausgelegt. Das aufbereitete Pulver kann z.B. in eine EOS-Bottle, SLM-Bottle oder ähnliche Behälter anderer Hersteller abgefüllt werden.
PowTReX in einer maßgeschneiderten Ausführung
Ihre Anforderungen werden durch keines unserer PowTReX-Systeme der Standardbaureihen abgedeckt? Wir bauen auch maßgeschneiderte Sonderausführungen für Sie.
Funktionsweise des PowTReX Systems
Alle PowTReX-Systeme bieten diese Funktionen:
- Absaugung und Förderung von Metallpulver aus einem 3D-Drucker, einer Auspackstation, aus einem Behälter oder Container, oder aus einem vHub 250 Metallpulverpuffer. Der integrierte Vakuumförderer inkl. einer Multijector ® Vakuumpumpe sorgt für eine hohe Saugleistung. Die Vakuumförderung bzw. Saugförderung oder pneumatische Förderung kann über Entfernungen von bis zu 25 Metern Leitungslänge erfolgen. Anstelle eines flexiblen Förderschlauches kann auch eine feste Verrohrung z.B. mit Stahlleitungen verwendet werden.
- Pufferung des Metallpulvers vor der Siebung: das große Puffervolumen in Kombination mit der hohen Saugleistung ermöglicht die schnelle Übernahme des Pulvers z.B. von einem vorgelagerten Drucker, der somit schnell für den nächsten Druckjob zur Verfügung steht.
- Aufbereitung des Metallpulvers durch ein leistungsstarkes Sieb: Das Metallpulver wird aus dem Pufferbehälter immer mit optimalem Durchsatz auf das Sieb dosiert. Für eine hohe Siebleistung wird das Sieb durch einen Unwuchtmotor in Schwingung versetzt. Zusätzlich wird das Sieb permanent per Ultraschall von evtl. in den Siebmaschen steckenden Partikeln gereinigt. Große Partikel, Agglomerate und Fremdkörper werden als sogenanntes Überkorn in einen Behälter ausgeschieden.
- Das gereinigte bzw. aufbereitete Pulver wird in eine Flasche oder einen Container abgefüllt. Für die verschiedenen Behälter der etablierten Druckerhersteller sind entsprechende Adapter verfügbar. Darüber hinaus bietet Volkmann Container in unterschiedlichen Größen an, die auch als Ausgangspunkt für eine Vakuumförderung durch eine feste Rohrleitung dienen können.
PowTReX
Vakuumförderer
Pufferbehälter
Pulverdosierung
Sieb inkl. Ultraschallreinigung
Überkornbehälter
Container für gesiebtes Metallpulver
Abb.: Blick in ein PowTReX bei abgenommenen Verkleidungsblechen.
PowTReX basic
Vakuumförderer mit 20 Liter Puffervolumen
Pulverdosierung
Sieb inkl. Ultraschallreinigung
Überkornbehälter
Flasche bzw. Container für gesiebtes Metallpulver
Eignung für alle im 3D-Druck (Metal AM) üblichen Metallpulver
Das PowTReX hat sich im Einsatz mit allen gängigen Metallpulvern für den SLM-Druck (Selective Laser Melting) bzw. PBD-Druck (Powder Bed Fusion) bewährt. Es wird aber auch beim Binder Jetting zur Aufbereitung von Metallpulver, das mit einem Binder benetzt ist, eingesetzt.
Die folgende Aufzählung gibt einen allgemeinen Überblick über eine Auswahl an Metall- und Keramikpulvern, für die das PowTReX-System bei unseren Kunden eingesetzt wird: Stahl, Edelstahl, Nickel-Legierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Aluminium und Aluminium-Legierungen, Titan und Titan-Legierungen, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram und Keramikpulver. Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Gerne informieren wir Sie, ob auch Ihr Metallpulver durch das PowTReX aufbereitet werden kann. Darüber hinaus kann die Eignung in einem Versuch in unserem Technikum überprüft, und die Ergebnisse im hauseigenen Labor analysiert, werden.
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Mehr InformationenPraxiserprobt mit zahlreichen Installationen
Das PowTReX-System hat sich bei zahlreichen Installationen im intensiven Einsatz über Jahre bewährt. Zu den Anwendern zählen namhafte Unternehmen und Konzerne in Europa, Nordamerika und Asien u.a. aus den Bereichen Aerospace, Automotive und Medizintechnik.
Mit der PowTReX EOS edition wurde außerdem in enger Partnerschaft mit der EOS GmbH eine auf die EOS Drucker maßgeschneiderte, validierte Variante des PowTReX Systems entwickelt, die durch EOS direkt vermarktet wird. Weitere Informationen: die Partnerschaft mit EOS und die EOS edition.
Maximale Ausbeute bei der Rückgewinnung von Metallpulver
Metallpulver ist bekanntlich teuer, und deshalb ist eine maximale Ausnutzung des Materials das oberste Gebot. Dies wird beim PowTReX System in vielerlei Hinsicht berücksichtigt. Die hohe Saugleistung ermöglicht eine optimale Entleerung bzw. Materialübernahme aus dem 3D-Drucker, der Auspackstation oder einer sonstigen Materialquelle. Innerhalb des PowTReX sind alle mit dem Pulver in Kontakt tretenden Oberfläche so ausgeführt, dass sich möglichst keine Pulverreste dort ablagern können. Durch eine Dosierung der Materialzufuhr auf das Sieb wird eine Überladung verhindert, da sonst zu viel Metallpulver in den Ausschussbehälter ausgesiebt würde. Außerdem wird das Sieb immer mit der optimalen Beladung versorgt, was zu einem sehr hohen Durchsatz von bis zu 800 kg/h (Referenz: Edelstahlpulver) führt. In der Summe ergeben diese Maßnahmen einen sehr hohen Anteil an zurückgewonnenem Metallpulver.
Wirtschaftlichkeit durch rasche Pulverabsaugung
Aus der schnellen Pulverabsaugung von der vorgelagerten Station – z.B. aus einem 3D-Drucker – ergibt sich ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil: die Rüstzeit der Station verringert sich, und diese steht schneller für einen produktiven Vorgang wieder zur Verfügung.
Aufbereitetes Pulver von hoher Qualität
Das ultraschallerregte Sieb scheidet alle Fremdkörper und übergroßen Partikel zuverlässig in einen separaten Behälter ab. Die Handhabung und Aufbereitung des Pulvers in einem geschlossenen System gewährleistet, dass keine Fremdkörper aus der Umgebung in das Pulver gelangen.
Große Auswahl an Sieben
Das Sieb ist auf einem Siebrahmen gespannt und lässt sich mit wenigen Handgriffen ein- und ausbauen. Als Standardgrößen sind Siebe mit Maschenweiten 50 µm, 56 µm, 63 µm, 75 µm, 85 µm und 106 µm erhältlich. Auf Anfrage können auch andere Siebmaschenweiten geliefert werden.
Option: Inerter Betrieb mit Schutzgas
Das PowTReX-System steht auch in der Variante PowTReXi für ein inertes Pulverhandling zur Verfügung. Übliche Schutzgase bzw. Inertgas sind Argon sowie Stickstoff. Das Schutzgas wird in der Regel in einem Kreislauf (closed gas loop) mit der Aufgabestelle – z.B. einem 3D-Drucker – geführt. Pro Kreislaufzyklus muss ein nur geringer Volumenanteil an neuem Gas hinzugefügt werden, und insgesamt wird hierdurch der Gasverbrauch deutlich reduziert. Bei einem Inertgas-Kreislauf wird das Vakuum für die Materialförderung durch eine elektrische Vakuumpumpe erzeugt.
Schutz des Pulvers + Schutz des Bedieners
Im PowTReX-System sind Pulver und Umgebung voneinander isoliert. Diese Trennung beginnt mit der Absaugung und endet mit der Abfüllung in Flaschen oder in Container. Und bei einer festen Verrohrung zur nachfolgenden Station ist auch diese Strecke mit einbezogen. Daraus resultiert:
- Das Pulver wird vor Umgebungseinflüssen und vor Verunreinigung bzw. einer Kreuzkontamination durch andere Pulver geschützt.
- Der Bediener und die Umgebung sind vor dem Pulver und dessen Stäuben geschützt.
Die Abluft der Vakuumpumpe wird durch ein zweistufiges Filtersystem sicher gereinigt.
Die Materialförderung mittels Vakuum ist ein zusätzlicher Schutz: sollte es eine Leckage in der Förderleitung geben, so wird die Luft durch den Unterdruck immer nur aus der Umgebung in die Förderleitung gesogen. Es können also keine Pulverpartikel in die Umgebung ausgetragen werden.
Sichere Handhabung von staubexplosiven Pulvern
Das PowTReX-System ist auf die Handhabung und Förderung von staubexplosiven Pulvern ausgelegt. Gemäß den Vorgaben der ATEX-Richtlinie besitzt das System keine Zündquellen, durch die eine Staubexplosion ausgelöst werden könnte. Beim Systemdesign wurde auf die Erdung aller Komponenten und der Förderleitungen geachtet. So können keine elektrostatischen Aufladung entstehen, und folglich auch keine Funkenentladungen, die zu einer Explosion führen könnten.
Die in den PowTReX-Systemen eingesetzten Vakuumförderer sind nach Richtlinie 2014/34/EU ATEX baumustergeprüft und können somit sicher, auch ohne Inertisierung, für jeglichen Metallpulver, die nicht selbstentzündlich sind, betrieben werden.
Mobiles System für den Einsatz direkt am 3D-Drucker
Die Systeme der PowTReX-Baureihe sind für den mobilen Einsatz innerhalb der Produktion ausgelegt. Die kompakten Geräte besitzen Rollen und lassen sich von einem einzelnen Bediener leicht zwischen mehreren Einsatzorten wie z.B. 3D-Druckern bewegen.
Weil das System einen kleinen Grundriss besitzt, wird das PowTReX oft auch stationär direkt neben einem 3D-Drucker aufgestellt.
Einfache Wartung, Reinigung und Materialwechsel
Bauteile und Komponenten, die mit Metallpulver in Berührung kommen, können leicht demontiert, gereinigt und wieder montiert werden. Darüber hinaus sind die Bauteile hinsichtlich Größe und Gewicht für eine manuelle Handhabung ausgelegt. Die Reinigung bei einem Materialwechsel kann durch die Verwendung eines zweiten Satzes von Verbindungsteilen beschleunigt werden.
Einfache Bedienung und automatische Siebung
PowTReX-Systeme sind im Allgemeinen sehr einfach zu bedienen. Beim PowTReX-System werden die Voreinstellungen über ein Touchpanel vorgenommen. Beim PowTReX basic werden die Prozesse über einen Drehschalter gestartet und gestoppt. Die Siebung des Metallpulvers erfolgt automatisch. Der Bediener kann sich in der Zwischenzeit einer anderen Tätigkeit widmen.
Datenschnittstellen zu anderen Systemen
Das PowTReX kann Signale mit anderen Maschinen bzw. Steuerungen austauschen (24 V Gleichstrom). Optional ist das PowTReX auch mit einer OPC-UA Schnittstelle ausgestattet. Hier vielleicht noch darauf verweisen, dass wir für USA auch UL zertifizierte Steuerung eingebaut haben.
PowTReX-Systeme in individuellen Ausführungen
Für spezielle Anforderungen entwickeln wir für unsere Kunden auch Sonderausführungen des PowTReX. Bewährte Komponenten und individuelle Lösungen werden dabei zu einer völlig neuen Lösung kombiniert. Die folgende Liste zeigt einige Funktionen und Eigenschaften, die wir bereits für unsere Kunden in solchen Systemen realisiert haben:
- Großer Behälter für das Puffern von Metallpulver vor der Aufbereitung
- Zwei Pufferbehälter für unterschiedliche Metallpulver bzw. Qualitäten. Diese werden in einem einstellbaren Mischungsverhältnis auf das Sieb dosiert, so dass eine homogene Mischung entsteht.
- Abfüllung des aufbereiteten Pulvers in große IBC-Container
- Verwiegung von Puffern oder Behältern vor oder nach der Pulveraufbereitung.
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Mehr InformationenVergleich PowTReX vs PowTReX basic
PowTReX |
PowTReX basic |
|
|---|---|---|
| Eignung für automatisierten Closed Powder Loop: | ja | nein |
| Durchsatzleistung: | Edelstahl: ca. 600 kg/h Aluminium: ca. 300 kg/h |
Edelstahl: ca. 150 kg/h Aluminium: ca. 75 kg/h |
| Vakuumförderer: | integrierter Förderer | integrierter Förderer |
| Förderleistung: | bis zu 1.000 kg/h (Edelstahlpulver) | bis zu 750 kg/h (Edelstahlpulver) |
| Vakuumpumpe: | Multijector, alternativ elektr. Vakuumpumpe | Multijector |
| Volumen des integrierten Pufferbehälters (Materialzufuhr): | Brutto 32 L Nutzvolumen: 27 L |
Brutto 25 L Nutzvolumen: 20 L |
| Varianten der Materialzufuhr: |
|
|
| Gleichzeitiges Befüllen und Sieben: | ja | nein |
| Betrieb unter Schutzgas (Intergas, z.B. N2 oder Argon): | optional (Variante PowTReXi) | nein |
Materialaustrag:
|
ja nein ja |
ja optional ja |
| Bedienung: | Touch-Panel mit Visualisierung | Wahl-Schalter |
| PLS-Anbindung: | Signale 24 DC OPC-UA optional |
nein |
