Additive Fertigung: Sauberkeit im Arbeitsraum von Laseranlagen

Ruwac-Nassabsheider im Laser Zentrum Nord

(PresseBox) ( Melle-Riemsloh, )
Die additiven Fertigungsverfahren – auch als 3D-Druck bezeichnet – verändern nicht nur die Produktion von anspruchsvollen Bauteilen in kleinen Stückzahlen. Sie ermöglichen auch die Herstellung ganz anderer Produkte. So können zum Beispiel Bauteile mit gewichtssparenden Stützstrukturen gefertigt werden statt aus Vollmaterial. Auch Hinterschneidungen und Scharniere lassen sich in einem Arbeitsgang realisieren.

Das LZN Laser Zentrum Nord GmbH in Hamburg-Bergedorf hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese und andere lasergestützte Verfahren in der Industrie durchzusetzen und interessierte Anwender zu beraten. Ziel dabei ist, die Vorteile der jeweiligen Verfahren bestmöglich auszuschöpfen und – im optimalen Fall – ganz neue Produkte mit neuen Eigenschaftsprofilen zu erzeugen.

Dafür ist das Institut, das im Jahr 2009 als Kompetenzzentrum aus der Technischen Universität Hamburg-Harburg heraus gegründet wurde, bestens vorbereitet. Neben Anlagen zur generativen Fertigung von Kunststoffteilen steht ein kompletter Maschinenpark der Hersteller Concept Laser, EOS, SLM Solution und Trumpf für das Lasergenerieren von Metallen zur Verfügung. In den Anlagen wird Pulver aus technischen Metallen wie Aluminium, Edel- und Werkzeugstahl oder Titan nach dem Verfahren des Selektiven Laserschmelzens in dünnen Schichten aufgetragen und unter Einsatz von Laserstrahlung selektiv belichtet und aufgeschmolzen. Dieses Verfahren erlaubt nicht nur neue Freiheiten beim Konstruieren, es ist auch sehr ressourcenschonend, da kein Materialabtrag stattfindet.

Zu den Anwendungen, die das LZN gemeinsam mit den Industriekunden zur Serienreife entwickelt hat, gehören Spritzgießwerkzeuge mit konturnahen Kühlkanälen, Bauteile für den Automobilbau in Kleinserien sowie Leichtbaustrukturen für die Luftfahrt.

Beim Laserschmelzen lässt es sich nicht vermeiden, dass Metallpulver freigesetzt wird und abgesaugt werden muss – sowohl im Maschinenraum als auch außerhalb. Dies geschieht im Laser Zentrum Nord mit zwei Nassabscheidern der NA-Serie von Ruwac.

Die erste Anlage aus dieser Serie, die das LZN einsetzt, ist ein sehr kompakter NA7-11 H CL. Er saugt die mit Metallstaub angereicherte Luft – die explosibel sein kann, wenn Leichtmetalle verarbeitet werden – direkt aus dem Arbeitsraum ab und neutralisiert sie, indem der abgesaugte Luftstrom durch einen mit Flüssigkeit gefüllten Sammelbehälter geleitet wird. Damit werden die chemisch hochreaktionsfreudigen Stoffe wie Schmauchablagerungen und Pulverreste „unschädlich“ gemacht.

Die Metallpartikel sinken als Sediment zum Boden des Behälters, während die vorgereinigte Luft in Bläschenform an die Oberfläche gelangt und dann durch Filterpatronen der Staubklasse M oder H geleitet wird. So wird die Sauberkeit beim selektiven Laserschmelzen und zugleich die erforderliche Betriebssicherheit gewährleistet.

Der NA 7 wurde zusammen mit der Anlage von Concept Laser erworben und ist daher in den Hausfarben dieses Herstellers lackiert. Die anderen Anlagen zur generativen Laserfertigung werden mit einem schwarzen NA35 gereinigt. Er stammt aus dem Ruwac-Serienprogramm und arbeitet nach demselben Prinzip wie der NA 7. Mit beiden Anlagen sind die Verantwortlichen beim LZN vollauf zufrieden: Die Ruwac-Sauger ermöglichen hier einen sicheren Umgang mit den „Abfallstoffen“ der additiven Fertigung.
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