Smart und sicher durchs Vakuum

Pulver-Handling für die additive Fertigung

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26.09.2019 Additive Fertigung oder 3D-Druck ist eine der Zukunftstechnologien, um dem steigenden Bedarf nach personalisierten beziehungsweise kundenspezifischen Produkten gerecht zu werden. Wichtig für den zunehmenden Einsatz der Technologie ist ein wirtschaftliches und sicheres Handling der Ausgangsstoffe.

Entscheider-Facts

  • Mit der zunehmenden Bedeutung von 3D-Druck oder additiver Fertigung steigt auch der Bedarf an geeigneten Förderlösungen für das pulverförmige Ausgangsmaterial in größeren Maßstäben.
  • Mit dem beschriebenen Vakuumförderer lässt sich das Produktionspulver einfach in der benötigten Menge zu den 3D-Druck-Anlagen bringen, ohne Feinstaubbelastung für die Mitarbeiter.
  • Intelligente und selbstlernende Funktionen des Systems ersparen langwierige Einstellungen und Tests.

detail of plastic prototype in 3d printer

Der 3D-Druck hochwertiger Bauteile erfordert die Verarbeitung feinster Pulver. Bilder: Piab

Ursprünglich als einfachere Lösung im Prototyping eingesetzt, werden immer mehr hochwertige Unikate mittels 3D-Druck produziert. Doch während die Technologie in der Realisation von Produkten Maßstäbe setzt, sind viele Prozessschritte noch manuell. Dazu gehört insbesondere das Beladen der Fertigungsanlagen mit dem entsprechenden Kunststoff- oder Metallpulver. Neben dem Gewicht der Behältnisse und einer ergonomischen Arbeitsplatzgestaltung zur Vermeidung von Rückenschmerzen spielt dabei insbesondere die Feinstaubbelastung der Mitarbeiter eine große Rolle.

Adaptive Feinabstimmung für additive Fertigung

Beim Schutz von Personen, dem Produkt selbst sowie der Umgebung kann der Einsatz von Vakuumfördertechnologie Abhilfe schaffen. Als Ausstatter der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie stellt sich der Anbieter Piab diesem Thema täglich und greift dabei auf 40 Jahre Erfahrung zurück. Entsprechend wurden für diese Problematik die Piflow Smart Vakuumförderer als geschlossenes System entwickelt. Filter im Vakuumförderer sowie zusätzliche Abluftfilter an der Vakuumpumpe verhindern, dass Feinstaub aus dem System in den Arbeitsraum eintritt. Somit können Mitarbeiter nicht mit diesen Stoffen in Berührung kommen. Das sorgt für eine saubere Arbeitsumgebung, bei der die Gesundheitsbelastung weitestgehend reduziert ist. Gleichzeitig wird das Pulver vor Kontamination durch Umwelteinflüsse und entsprechenden Qualitätseinbußen geschützt.

Da es immer wichtiger wird, Inhaltsstoffe kontrolliert zu Dosier- und Mischgeräten zu transportieren, automatisiert die Autotuning-Funktion dieses Vakuumförderers den Prozess der Pulver- und Schüttgutförderung. Das System basiert auf der Coax-Ejektortechnologie und ist mit fortschrittlichen Algorithmen vorprogrammiert, um komplexe manuelle Timereinstellungen zu eliminieren. Es ermöglicht eine kontinuierliche, adaptive und automatische Feinabstimmung des Förderprozesses sowie die Verarbeitung vorab erstellter Programme. Ausgestattet mit fortschrittlicher Sensortechnologie wird der Durchsatz im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen um bis zu 50 % gesteigert. Intelligente elektrische Steuerdatenerfassung und -analyse für die Optimierung der gesamten Prozesse und Echtzeitanpassungen gehören damit zum Alltag.

piFLOWp SMART the intelligent way of conveying

Mit den Vakuumförderer Piflow Smart ist das Fördern von Pulvern für die additive Fertigung eine intelligente und sichere Sache.

Der smarte Vakuumförderer ist zusätzlich zu seinen Industrie-4.0-Funktionen wie IO-Link, Cloud-Fähigkeit und Voreinstellbarkeit mit weiteren Elementen ausgestattet, die ein einfacheres und sichereres Produkthandling ermöglichen. Dies sind unter anderem automatische Filterreinigung, Mehrfachfilterschock, Materialsicherheitsblockierung und antistatische Filter und Dichtungen auf Anfrage. Das System erkennt und verhindert auch ein Überfüllen oder Entleeren des Behälters. Auf diese Weise kann das gesamte Füllvolumen des Behälters genutzt werden, was den Materialdurchsatz optimiert. Durch das Autotuning und die Industrie-4.0-Fähigkeit sind die Vakuumförderer vollständig in automatisierte Prozessketten zu integrieren.

Vereinfachte Kreislaufwirtschaft

Die Produktionszeit im 3D-Druckprozess ist relativ lang, und die aktiven Förderzeiten sind gering. Durch die automatische Abschaltung der Vakuumpumpe im Leerlauf ist der Vakuumförderer sehr energieeffizient – besonders im Vergleich zu mechanischen Pumpen, die im Leerlauf weiterlaufen müssen. Somit bleiben die Energiekosten für die automatisierte Abgabe und Befüllung gering. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Vakuumförderer auf einer mobilen Plattform mehrere 3D-Drucker speist, die das gleiche Pulver verwenden.

Neben der Förderung des neuen Pulvers, kommen die Vakuumförderer auch zum Einsatz, um überschüssiges Pulver aus einer Produktion wieder dem Fertigungskreislauf zuzuführen. Dabei wird mittels einer Sauglanze das übriggebliebene Pulver mit der Vakuumpumpe des Förderers aufgenommen und über einem Sieb in einen Behälter entleert. Von dort wird das Pulver durch den Vakuumförder wieder per Schlauch dem Produktionskreislauf zugeführt. Auf diese Weise wird der Kreislauf geschlossen, Resourcen werden geschont und Abfälle vermieden. Dies senkt Kosten und schont die Umwelt.Für den Einsatz in der Pharma- und Lebensmittelindustrie erfüllen alle Materialien, die mit dem Fördergut in Kontakt kommen, die Anforderungen der FDA und der EG-Nummer 1935/2004 und sind gemäß USDA-Richtlinien ausgelegt.

K 2019 Halle 10 – F19

Additive Fertigung als Produktionstechnologie

Der Vakuum-Spezialist liefert nicht nur Lösungen für Nutzer des 3D-Drucks, auch für Piab selbst ist die additive Fertigung als Produktionstechnologie sehr interessant. So werden bereits heute kundenspezifische Greifer für z. B. das Handling von Beuteln bei der Verpackung von Lebensmitteln in diesem Verfahren hergestellt. Insbesondere das Leichtbaupotenzial ist für Cobot-Anwendungen neben der individuellen Auslegungsmöglichkeit ein großer Vorteil.

Heftausgabe: Oktober/2019

Über den Autor

Andrea Bodenhagen, Marketingleiterin Europa, Piab
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