Postprocessing

Aventics liefert Pneumatikkomponenten für Reinigungskabinen

Viele Industriebereiche setzen schon seit einigen Jahren additive Fertigungsverfahren ein. In dem Verfahren liegen aber auch Herausforderungen: Eine von Solukon Maschinenbau entwickelte Reinigungsmaschine, in die Aventics-Komponenten verbaut wurden, sorgt für ein zuverlässiges Postprocessing.

Werkstücken, die im Laserschmelzverfahren hergestellt werden, haften noch Pulverrückstände an, die in der Prozesskammer der Reinigungskabine entfernt werden. Dieses Bauteil wurde von Airbus Operations designt und vom Unternehmen Robert Hofmann hergestellt. (Bild: Aventics)

Insbesondere die additive Fertigung mit Metall birgt Risiken, da die feinen Metallpulver gesundheitsschädlich wirken können und aufgewirbelt zum Teil explosionsfähige Atmosphären bilden. Durch die Fertigung im Laserschmelzverfahren befindet sich das Werkstück nach Abschluss des Bauprozesses noch in einem dichten Pulverkuchen, der in den Stützstrukturen und innenliegenden Konturen im Bauteil Reste hinterlässt. Gerade dieses Restpulver kann in den Folgeprozessen zu erheblichen Schwierigkeiten und Zeitverlusten führen. Das Auspacken aus dem Restmaterial ist durch die feinen Pulverreste der Produktion schwierig. „Bis vor zwei Jahren war der Nachbereitung von Metalldrucken, dem sogenannten Postprocessing, wenig Beachtung geschenkt worden“, erklärt Andreas Hartmann, Geschäftsführer der Solukon Maschinenbau. Neben den gesundheitlichen Gefahren können beim Aufwirbeln feinster Partikelmaterialien beispielsweise aus Aluminium oder Titan auch explosionsfähige Atmosphären entstehen. Mit dieser Problematik kam ein deutscher Automobilhersteller an den Maschinenbauer heran. „Unsere Lösung bestand in einer sicheren Reinigungskabine mit automatisiertem Reinigungsprozess“, erklärt Hartmann. „Eine der Herausforderungen dabei war die Entwicklung einer effizienten und zündquellenfreien Reinigungsvorrichtung innerhalb einer schutzgasgefluteten Prozesskammer.“ Die Prozesskammer mit inkludierter, räumlicher Schwenkvorrichtung entfernt Metallrückstände automatisiert und nahezu vollständig in einem geschlossenen Kreislauf.

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Andreas Hartmann, Geschäftsführer Solukon Maschinenbau

„Um diese Aufgabe meistern zu können, kommen zum großen Teil pneumatische Komponenten zum Einsatz“, so Hartmann. Bei der Auswahl der Komponenten habe der Maschinenbauer von Anfang an auf die Beratung des Unternehmens Michael Lehner Fluidtechnik, einem Partner des Pneumatiksystem-Herstellers Aventics, gesetzt. „Gerade die schnelle Bereitstellung von Informationen und Mustern sowie das umfassende Produktportfolio von Aventics haben uns sehr beim Entwicklungsprozess unserer Anlage unterstützt“, bringt Hartmann seine Zufriedenheit zum Ausdruck.

Mit der Reinigungskabine SFM02-AT800 ist es möglich, Metallbauteile mit Abmessungen bis zu 800 x 400 x 500 mm (X/Y/Z inklusive Bauplattform) sicher und effizient zu reinigen. Die Reinigung erfolgt innerhalb einer dichten, mit Schutzgas gefluteten Prozesskammer. In dieser Kammer wird das Bauteil räumlich geschwenkt und mit gezielter Schwingung angeregt, so dass sich die Pulverreste lösen und am Boden der Kammer sammeln. Über einen Trichter können die Pulverreste dann ausgeschleust werden. Eine 3D-Schwenkvorrichtung schwenkt die Bauteile samt Bauplattform kontinuierlich um zwei Achsen. So werden auch komplexe Hohlräume, Hinterschneidungen und Stützstrukturen restlos von ungebundenem Baumaterial befreit. Der schonende Reinigungsvorgang unter Schutzgasatmosphäre verhindert die Entstehung explosionsfähiger Atmosphären und schützt zugleich das Baumaterial vor Oxidation. Ein klarer Vorteil dieser automatisierten Prozesse besteht in der Einsparung vieler Stunden Nacharbeit. Über die neue Reinigungsmöglichkeit komplexer Innenstrukturen sowie reproduzierbare Reinigungsprozesse freuen sich besonders Kunden in der Luft- und Raumfahrt.

Das Ventilsystem AV05 wird eingesetzt, um die pneumatischen Komponenten zu steuern. Damit lässt sich auch im Block die Aufteilung in Druckluft und Schutzgassteuerung gut umsetzen.

Die Relevanz des pneumatischen Ventils

Um jede Explosionsgefahr auszuschließen, muss die Prozesskammer mit Schutzgas sicher geflutet und zündquellenfrei aufgebaut sein. Ein wesentlicher Bestandteil der vollautomatisierten Reinigungskabine ist daher die Verwendung von Pneumatikkomponenten. Die durch Druckluft gesteuerten Antriebe bieten hier die einzige Möglichkeit, eine effiziente und zugleich gefahrenfreie Maschine zu konzipieren. Die Ventilsysteme der Serie AV werden eingesetzt, um die pneumatischen Komponenten zu steuern. Damit lässt sich auch die Aufteilung in Druckluft und Schutzgassteuerung gut umsetzen. Der Pneumatikzylinder der Baureihe CCL eignet sich besonders gut zum Einsatz in der Prozesskammer, da er zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen ist. Die glatte Oberfläche des CCL erleichtert zudem den Reinigungsprozess der Kabine.

„Bei der Reinigungskabine von Solukon lag die Herausforderung darin, eine Technologie zu entwickeln, die verschiedene Anforderungen erfüllen musste“, kommentiert Michael Lehner, langjähriger Vertriebspartner von Aventics. „Daher war es besonders wichtig, dass wir in die Konstruktion von Anfang an mit einbezogen worden sind.“

Dieser Fall zeigt, dass sich auch die Bereiche der additiven Fertigung am besten weiterentwickeln, wenn die Prozesse unternehmensübergreifend betrachtet und die Erfahrungen verschiedener Automationsbereiche mit aufgenommen werden. Dass auf diese Weise entwickelte Innovationen der ganzen Branche Mehrwert bieten, bestätigt auch Hartmann: „Dank der guten Zusammenarbeit konnten wir schnell und einfach eine überzeugende Systemlösung finden, wovon auch unsere Kunden in der additiven Fertigung profitieren.“ ee

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