EOS ist der weltweit führende Anbieter von 3D-Drucklösungen und bietet professionelle 3D-Drucker, Materialien und Software aus einer Hand.
Um die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden zu erfüllen, verfügen die Lösungen über unterschiedliche Automatisierungsgrade. AZO ist seit über 75 Jahren Innovationsführer im Bereich von intelligenten und automatisierten Pulvermanagementlösungen und daher der ideale Partner für EOS.
Die Welt ist im Wandel – auch in der Rohstoffautomation und den Fertigungsverfahren. Die einzige Konstante: Alles beginnt mit Ihren Rohstoffen als Basis Ihrer Qualitätsprodukte. Doch oft können die Eigenschaften dieser Rohstoffe unterschiedlicher nicht sein.
Manche sind wahre Freigeister, also schwer zu kontrollieren, weil sie freifließend, schießend oder staubend sind. Andere wiederrum sind regelrechte Diven und gelten als anspruchsvolle Rohstoffe – leicht entzündlich oder explosionsgefährlich. Es gibt auch empfindliche Sensibelchen, die äußerst sorgsam automatisiert werden müssen, da sie zerbrechlich sind oder sich leicht entmischen. Widerspenstige Rohstoffe gelten durch ihre Eigenschaften, wie zum Beispiel klumpend, anhaftend, schlecht fließend etc., als echte Sturköpfe. Zum Schluss dieser illustren Runde gesellt sich noch der Fiesling: Diese Rohstoffe sind oftmals ganz speziell und stellen die Automatisierung vor größere Herausforderungen. Oft sind Fieslinge nämlich abrasiv und toxisch und damit gefährlich für die Anlage und den Bediener.
Das Polymerpulver, das im 3D-Druck verwendet wird, bringt ebenfalls einige besondere Herausforderungen mit sich. Eines der größten Probleme ist die statische Aufladung, weshalb die Ableitfähigkeit des Pulvers verbessert werden muss. Da feine Pulver generell explosionsgefährlich sind, sind auch hier entsprechende Vorsichtsmaßnahmen nötig. Hinzu kommt, dass der Schutz der Bediener besonders wichtig ist, da das Pulver die Schleimhäute reizen und austrocknen kann. Glas- und carbonverstärkte Pulver haben oft eine schlechte Fließfähigkeit, was den Produktionsprozess zusätzlich erschwert. Um einen sicheren und störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, müssen daher einige Vorbereitungen getroffen werden.
Die Zusammenarbeit zwischen EOS und AZO begann im Jahr 2019 mit ersten Versuchsreihen, bei denen Funktionskomponenten wie Sieben, Fördern und Mischen getestet wurden. In den folgenden Jahren führten beide Unternehmen weitere Versuche durch, die vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf Durchsatzleistungen, Homogenität und die Reduzierung statischer Aufladung erzielten.
Im Rahmen der Kooperation arbeiteten EOS und AZO an verschiedenen Forschungsprojekten zusammen. Ein bedeutender Meilenstein wurde 2023 erreicht, als ein erfolgreiches Projekt bei einem renommierten Rennstall abgeschlossen wurde. Ebenfalls im Jahr 2023 entwickelte AZO eine vollautomatische Pulverzuführung für die EOS-Drucker. Das überzeugende Ergebnis dieser Entwicklung führte schließlich dazu, dass beide Unternehmen eine strategische Partnerschaft eingingen.
Die Erwartungen an die Rohstoff-Automatisierung und deren Funktionen sind vielfältig:
Das AZO Pulverhandlingsystem versorgt die kundenseitigen Drucker mit Neupulver bzw. aufbereitetem Pulver. Die Anlage besteht aus einer Big-Bag Entleerstation mit Pufferbehälter zur Aufgabe von Neupulver und zwei Pufferbehältern, zur Lagerung von Gebrauchtpulver (Pulver nach dem Auspackprozess) und Überlaufpulver. Die verschiedenen Pulverqualitäten werden über Dosierschnecken am Auslauf der Pufferbehälter in eine Förderleitung dosiert. Mit Hilfe einer Saugförderung gelangt das Pulver in die Sieb- und Mischstation.
In der Wirbelstrom-Siebmaschine wird das aus den Pufferbehältern angelieferte Produkt gesiebt und grobe Partikel, die z. B. während eines Druckjobs entstehen, automatisch ausgeschleust. Das gesiebte Pulver wird über eine Saugförderung in den AZO®MIXOMAT gefördert. Hierbei handelt es sich um eine Misch- und Wiegestation, mit der verschiedene Rezepturen in einem Gerät gewogen und gemischt werden können. Zusätzlich ist der AZO®MIXOMAT mit einer Befeuchtungseinheit verbunden, um durch eine leichte Befeuchtung des Pulvers die Ableitung der statischen Aufladung zu beschleunigen. Nach dem Mischen wird das homogene Pulvergemisch in einen nachgeschalteten Behälter entleert, so dass sofort ein neuer Förder- und Mischzyklus begonnen werden kann.
Das aufbereitete Pulver (nach dem Sieb-/Mischprozess) wird aus dem Mischernachbehälter mittels Saugförderung auf die angeschlossenen Pufferbehälter an den Druckern verteilt. Aus den Pufferbehältern können nun die zugeordneten Drucker bedarfsgerecht mit dem aufbereiteten Pulver beschickt werden. Das während des Druckjobs anfallende Überlaufpulver wird vom Drucker in einen AZO Pulverbehälter gefördert, wo es für die Weiterverarbeitung abkühlen kann. Dieser Behälter sorgt auch für eine klare Trennung zwischen dem Drucker und dem AZO Saugfördersystem. Nach einer vordefinierten Abkühlzeit wird das Überlaufpulver in den entsprechenden Pufferbehälter gefördert und steht dem Prozess wieder zur Verfügung. Das beim Auspacken des fertigen Bauteils anfallende Gebrauchtpulver wird während des Entpulverns direkt in ein Saugfördersystem übergeben und über einen Abscheider in den zugeordneten Pufferbehälter gefördert und steht somit dem Prozess wieder zur Verfügung.
Zusammenfassend bietet das AZO-EOS-Konzept folgende Lösungen für die Pulverversorgung im 3D-Druck:
Dieses Konzept ermöglicht eine vollautomatische und effiziente Pulverversorgung für 3D-Drucker. Es stellt sicher, dass Pulver in unterschiedlichen Qualitäten gelagert, aufbereitet, gemischt und wiederverwendet wird. Zudem werden Sicherheits- und Qualitätsanforderungen durch das Filtersystem und die Minimierung statischer Aufladung erfüllt.