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6 zukünftige Anwendungen des pulverbasierten 3D-Drucks

Dies sind die wesentlichen Vorteile beim Einsatz von amixon®-Mischern in der Pulvermetallurgie. Betriebsleiter berichten über ihre Erfahrungen ....

 

Höchste Mischpräzision – unabhängig von Füllgrad und Drehzahl

  • amixon® Vertikal-Wendelmischer erzeugen schnell eine ideale Pulvermischung, selbst bei niedrigen Drehzahlen.
  • Die Mischgüte bleibt konstant, auch wenn der Mischer nur teilweise gefüllt ist.
  • Eine "ideale Mischgüte" bedeutet, dass eine weitere Verbesserung der Gleichverteilung technisch nicht möglich ist – unabhängig von Mischdauer oder anderen Präzisionsmischsystemen.

 

Lange Lebensdauer und geringer Wartungsaufwand

  • aufgrund der schweren und robusten Bauweise
  • aufgrund der relativ niedrigen Drehzahl
  • aufgrund der kurzen Mischzeit

 

Hygienisches Design für maximale Prozesssicherheit

  • Das Wendelmischwerkzeug ist nur oben gelagert und angetrieben, sodass keine Wellenabdichtungen im Pulverraum erforderlich sind.
  • Alle Komponenten, einschließlich der totraumfreien Absperrarmatur, sind gut einsehbar und leicht zu reinigen.
  • Großflächige Inspektionstüren mit OmgaSeal® Dichtung ermöglichen eine einfache Wartung und garantieren eine dauerhaft gasdichte Abdichtung, auch bei minimalem Anpressdruck.

 

Effiziente Entleerung und kontaminationsfreie Chargen

  • amixon®-Mischer ermöglichen eine nahezu vollständige Entleerung, wodurch Kreuzkontaminationen zwischen Chargen vermieden werden.

 

Flexible Prozessanpassung mit Desagglomerationsoption

  • Optional können amixon®-Mischer mit Rotor-Stator-Systemen oder HighShear-Blades ausgestattet werden, um aggressiv zu desagglomerieren und feine Pulver gezielt aufzubereiten.

Metallische Bauteile aus dem 3D-Drucker gibt es in der Architektur, der Luft- und Raumfahrt und der Medizin. Hochleistungsbauteile aus dem Pulverbettschmelzverfahren sind teuer. Additive Fertigungsverfahren können jedoch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich sein.

Komplexe Bauteile aus dem Pulverschmelzverfahren

 

Die additive Fertigung von Metallteilen ist wirtschaftlich sinnvoll, wenn komplexe Geometrien vorliegen:

  • Freiformflächen und organische Strukturen
  • Hohlräume, Gitterstrukturen oder innenliegende Kanäle (z.B. zur Kühlung von Turbinenschaufeln)
  • topologieoptimierte Bauteile mit hoher Festigkeit bei minimalem Gewicht

Die additive Fertigung von Metallbauteilen ist darüber hinaus interessant, wenn kleine Stückzahlen

  • keine Reproduktionsformen vorhanden sind
  • wenn Formwerkzeuge sehr teuer sind
  • wenn Eile geboten ist (Reparaturfälle).
  • wenn nur eine digitale Zeichnung des Fertigteils vorliegt

Die Pulvermetallurgie ist die technologische Grundlage für die additive Fertigung mit Metallen. Dazu gehören insbesondere die Verfahren zur Herstellung von Metallpulver durch Verdüsung, Kondensation oder Mahlen. Im Gegensatz zu Sinterbauteilen wird bei der additiven Fertigung keine Matrize benötigt.

Entscheidend für die Qualität des Endproduktes ist die Pulveraufbereitung und der Mischprozess mit seinen zahlreichen Begleitprozessen.

Wir zeigen Ihnen 6 zukünftige Anwendungsbereiche für den 3D-Druck, die mit der weiteren Entwicklung der Technologie wachsen werden.

amixon® Whitepaper „Anwendungen des pulverbasierten 3D-Drucks“ downloaden

KoneSlid® Mischer für die Pulvermetallurgie. 600 Liter Nutzinhalt. Extrem schnelles, schonendes Mischen und vollständiges Austragen - bis zu 100%.

amixon® Pulvermischer/ Blender für die Additive Fertigung und Pulvermetallurgie

 

amixon® Pulvermischer erfüllen höchste Qualitätsanforderungen in der Pulvermetallurgie sowie in der Additiven Fertigung, insbesondere in den Bereichen
a) Laserschmelzen (LPBF - Laser Powder Bed Fusion)
b) Laserauftragschweißen (DED - Directed Energy Deposition)

 

  • Ideale Mischqualität für Metallpulver: Gleichmäßige Durchmischung unabhängig von Partikelform, -größe, -dichte und Fließfähigkeit. Optimale Homogenität durch dreidimensionale Umlagerung - unabhängig von Füllgrad und Mischwerkzeugdrehzahl. Sichere Vermeidung von Entmischung während des Förder- und Abfüllvorgangs.
  • Optimierung der Pulvereigenschaften: amixon® garantiert die gleichmäßige Verteilung aller Legierungselemente.
  • amixon® kann Ihre Mischpartikel beschichten/modifizieren (auch mit nanodispersen Additiven). Dies verbessert die Fließfähigkeit und reduziert Entmischungen. Es entsteht ein homogenes Pulverbett mit gleichmäßiger Packungsdichte.

Test Center von amixon® mit konischem Vakuum-Mischtrockner/ Sythesereaktor.

amixon® Mischer/ Mischtrockner/ Sythesereaktor

 

  • amixon® Mischer / Blender realisieren auch Spezialanwendungen: Entgasen, Eindampfen und Trocknen schwerflüchtiger Medien. Dies geschieht im vakuumdichten, temperierbaren amixon®-Mischer. Anschließend empfiehlt sich die Inertisierung der Pulvermischung mit Edelgasen.
  • Hochreine Legierungen: amixon®-Mischer können keramisch ausgekleidet werden. Dadurch werden metallische Verunreinigungen des Mischgutes vermieden.
  • amixon®-Mischer sind pharmagerecht hygienisch. Sie bieten höchste Prozesssicherheit und optimale Pulverqualität für anspruchsvolle additive Fertigungsprozesse.

Im Technikum der amixon GmbH stehen 4 Mischer/Vakuumtrockner/Synthesereaktoren mit 5 spezifischen Eigenschaften zur Verfügung:

  • Produktberührende Teile aus Alloy 59
  • Reaktionstemperatur bis 350°C
  • Reaktionsdruck bis 25 bar
  • Produktberührende Bauteile mit Oxidkeramik beschichtet

 

Anwendungsfelder additiver Fertigungsverfahren

 

1. Verpackungen

Mehr als 28% des jährlich produzierten Abfalls besteht aus Behältern und Verpackungen. Der 3D-Druck spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung nachhaltiger Verpackungen. Die additive Fertigung ermöglicht die Herstellung besonders leichter Strukturen, die mit herkömmlichen Methoden zur Produktion von Verpackungen (beispielsweise dem Spritzguss) nicht möglich wären. Von Schutzhüllen bin zu Trägersystemen: Um bis zu 30% lässt sich das Gewicht reduzieren.

 

2. Luxusgüter

Von filigranem Besteck bis hin zu individuellem Schmuck: Der 3D-Druck agiert auch im Luxusgüter-Segment. Ein für die additive Fertigung prädestinierter Markt, bietet er doch die Möglichkeit zur Produktion maßgeschneiderter Designs auf Edelmetall-Basis. Der 3D-Druck dieser Luxusgüter dient als Proof-of-Concept und ebnet den Weg für künftige Anwendungen auf dem Massenmarkt.

 

3. Artenschutz

Die 3D-Druck-Technologie erlaubt einzigartige Strukturen. Ein großer Vorteil für den Artenschutz, da witterungsbeständige Komponenten für jeden Anwendungsfall schnell und flexibel produziert werden können. 

So werden Korallenstrukturen aus dem 3D-Drucker in angeschlagene Ozeanriffe integriert, um deren Vermehrung und Wachstum zu fördern. Die additive Fertigung ermöglicht Komponenten, die sich problemlos auf dem Meeresboden positionieren lassen. Strukturen, die für Riffschützer auf der ganzen Welt von großem Interesse sind.

Das amixon® Testzentrum bietet hervorragende Möglichkeiten für Versuche mit verschiedenen amixon Prozessanlagen.

amixon® hält ständig mehr als 30 Präzisionsmischer für Versuche bereit

 

4. Batterien

Verbesserte Batterien sind eine wegweisende Zukunftstechnologie und die Pulverbettfusion leistet ihren Beitrag. Die Polymer-Pulverbettfusion wurde bei der Herstellung komplexer, dreidimensionaler Lithium-Eisen-Batterien getestet.

Und mit zunehmender Entwicklung schaffen Batterien aus dem 3D-Drucker völlig neue Möglichkeiten für die Elektronik-Branche. Heute ist Elektronik auf Standardbatterien ausgelegt. In Zukunft wird es dank des 3D-Drucks allerdings möglich sein, Leiterplatten in die Struktur des Geräts zu integrieren.

 

5. Sportausrüstung

Der 3D-Druck ist in der prothetischen Medizin längst angekommen. Es verwundert also nicht, dass auch Hersteller von Sportbekleidungen sowie sportmedizinischen Produkten das Potenzial des additiven Fertigungsverfahrens erkannt haben. 

Seien es Schuheinlagen mit hoher Stoßdämpfung, luftige Fahrradhelme oder maßgeschneiderte Golfschläger: Mit der Pulverbettfusion lassen sich Komponenten entwickeln, die der Leistungsfähigkeit und Gesundheit des Sportlers zu Gute kommen.

Die benötigten Pulvermengen werden immer größer.

 

6. Schädlingsbekämpfung & Krankheitsprävention

Populationen von Krankheitsüberträgern – beispielsweise Stechmücken – zu überwachen, ist für den Schutz der öffentlichen Gesundheit von entscheidender Bedeutung. Doch erschweren logistische sowie finanzielle Hürden diese Bemühungen sichtlich. Beispielsweise dann, wenn Malaria endemisch in einer abgelegenen Region auftritt, und es dort zugleich an finanziellen Mitteln mangelt.

Im Rahmen eines Experiments nutzten Experten für Infektiologie in Essex (GB) Open-Source-Designs, um Moskito-Lichtfallen im 3D-Drucker zu produzieren und diese in Sümpfen zu positionieren. Diese Lichtfallen zeigten sich letztlich nicht nur genauso effektiv wie jene Originale, die bei der Feldarbeit Verwendung finden. Vielmehr gestaltete sich die Produktion 60% billiger und das Gewicht deutlich reduziert. 

Mit den gewonnen Erkenntnissen setzen Wissenschaftler auf die Ausweitung von Vektor-Überwachungsprogrammen in besonders abgelegenen Gebieten. Oberstes Ziel sind mehr valide Daten, die der Bekämpfung von infektiösen Krankheiten dienlich sind.

amixon® bietet ein einzigartig breites Spektrum an Präzisionsmischungen für metallische und keramische Hochleistungswerkstoffe. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Pulverkomponenten mikro- oder nanostrukturiert sind. Sprechen Sie uns an. Wir beraten Sie gerne und führen im amixon Technikum Versuche durch.

Gyraton® Silomischer liefern höchste Mischqualität für große Pulverchargen. Sie spielen eine immer wichtigere Rolle bei mehrstufigen Prozessrouten.

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