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Altpulverrecycling für das selektive Lasersinterverfahren

: VisioTech


Das selektive Lasersinterverfahren (SLS) ermöglicht die schnelle sowie präzise Herstellung komplexer und bionischer Bauteile – in sowohl funktionsgerechtem als auch attraktivem Design. Gemeinsam mit dem Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart entwickelt die Visiotech GmbH derzeit ein Recyclingverfahren für PA12-Altpulver, bei dem während des selektiven Lasersinter-Prozesses eine In-situ-Regeneration stattfindet.

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In einer Kooperation mit dem IKT der Universität Stuttgart entwickelt Visiotech ein Recyclingverfahren für PA12-Altpulver.

In einer Kooperation mit dem IKT der Universität Stuttgart entwickelt Visiotech...

Lasersintern lässt sich als ein generatives Schichtbauverfahren definieren. Mit Hilfe von Laserstrahlen bzw. durch das Sintern können dabei die unterschiedlichsten dreidimensionalen Geometrien aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff modelliert werden. Verfahrenstechnisch wird das verwendete Pulver in dünnen Schichten mittels eines Lasers verschmolzen. So entsteht das jeweilige Werkstück Schicht für Schicht in einer Art Pulver-Bad, wobei auch komplexe und sonst schwer anzufertigende innere Geometrien realisiert werden können.

Der am häufigsten verwendete Standardwerkstoff beim selektiven Lasersinterverfahren ist das PA12 (Polyamid 12). Dieses Pulver überzeugt durch die außerordentliche Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen, mechanischen sowie chemischen Belastungen.

Thermische Alterung

Das Lasersinterpulver wird während des Prozesses auf Temperaturen knapp unterhalb der Schmelztemperatur erwärmt und bis zum Ende des Bauprozesses auf dieser Temperatur gehalten. Dadurch kommt es zu einer thermischen Alterung des Pulvers. Das übrig gebliebene Pulver, das nicht „versintert“ wurde, wird nach dem Lasersinter-Prozess mit Neupulver aufgefrischt und wiederverwendet. Durch wiederholtes Aufmischen entsteht jedoch eine Mischung, deren Qualität nur schwer definiert werden kann. Somit ist auch die Qualität des Endproduktes gefährdet.

„Die Materialausnutzung für die Bauteilherstellung liegt bislang bei maximal 30 %. Eine Wiederverwendung des PA12-Altpulvers in weiteren Prozesszyklen ist aufgrund von Materialalterungsprozessen jedoch nur begrenzt möglich und erfordert eine Beimischung von teurem Neupulver. Die Wirtschaftlichkeit
der selektiven Lasersinter-Fertigung kann durch den Umgang und die Wiederverwendbarkeit des PA 12-Altpulvers maßgeblich beeinflusst werden“, erklärt Mike Fischer-Arens, Geschäftsführer der Visiotech GmbH. Ziel ist es also, den Alterungsprozess des Pulvers weitestgehend rückgängig zu machen, sodass das übrig geblieben PA12-Pulver erneut verwendet werden kann und im Endprodukt keinerlei Qualitätseinbußen zu erwarten sind.

In-situ-Regeneration

Aktuell entwickelt Visiotech in einer Kooperation mit dem IKT ein Recyclingverfahren für PA12-Altpulver, bei dem durch Beschichten der Pulverpartikel eine In-situ-Regeneration während des selektiven Lasersinter-Prozesses stattfindet. Im Vordergrund stehen vor allem die Optimierung einer Beschichtungsrezeptur und die Erarbeitung einer geeigneten Anlagentechnik. Dabei übernimmt Visiotech die Aufgabe der Bereitstellung und Entwicklung der entsprechenden Recyclingstation. Das IKT übernimmt die Entwicklung der chemischen Prozesse, um durch einen Recyclingvorgang des geschädigten Pulvers die Eigenschaften von Neupulver wieder generieren zu können.

„Die Herstellung hochwertiger Kunststoffbauteile aus Recycling-PA12-Pulver mittels selektiven Lasersinterverfahren stellen einen wegweisenden Fortschritt dar“, betont Fischer-Arens. Die mehrfache Wiederverwendung von Recycling-PA12-Pulver und die dadurch bedingte Kostensenkung der selektiven Lasersinter-Fertigung soll die Erschließung neuer Märkte ermöglichen. Weiters können die Beschaffung von PA12-Neupulver reduziert und somit Ressourcen und Umwelt geschont werden.

In einer Kooperation mit dem IKT der Universität Stuttgart entwickelt Visiotech ein Recyclingverfahren für PA12-Altpulver.
Schnell, präzise, ressourcenschonend und kosteneinsparend – gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie vereint das Projekt Wissenschaft und Wirtschaft.


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Bericht in folgenden Kategorien:
Selective Laser Sintering (SLS), Forschung und Lehre

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