Im Bereich des Processing werden folgende Geräte eingesetzt:
Die Anlage zum Vakuuminduktionsschmelzen und Inertgasverdüsung (VIGA) des Herstellers Blue Bower/Indutherm ermöglicht die Erzeugung von sphärischen Metallpulvern für verschiedenste Anwendungsbereiche wie bspw. die additive Fertigung. Mit einem Tiegelvolumen 3,5 dm³ können im Vakuuminduktionsofen pro Verdüsungszyklus etwa 20 kg Stahl erschmolzen werden. Nach einer anfänglichen Evakuierung kann die Ofenkammer während der Erschmelzung variabel mit Argon oder Stickstoff geflutet werden, sodass Sauerstoffgehalte unterhalb 1 ppm realisiert werden. Die präzise Temperaturmessung des Schmelzguts erfolgt dabei kontinuierlich über ein zentral im Tiegel platziertes Thermoelement, welches im keramischen Verschlussstab integriert ist. Die ausgebrachte Partikelgrößenverteilung der Metallpulver kann vorab über die Temperatur der Schmelze sowie gezielt durch die Prozessparameter Verdüsungsgasdruck und -temperatur angepasst werden. Als Verdüsungsgas wird Stickstoff genutzt, was im Vergleich zu Argon einerseits im Kontext der Nachhaltigkeit vorteilhaft ist und zudem ein prozessintegriertes Legieren mit Stickstoff ermöglicht.
Technische Daten
Anwendung
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470572383 und das Land NRW.
Das Partikelanalysegerät QICPIC dient dazu Metallpulver Partikelgrößenverteilungen und Formparameter zu messen. Durch die Arbeitsweise der dynamischen Bildanalyse ist es möglich die Kontur jedes einzelnen Pulverkornes zu betrachten und Daten wie Sphärizität oder den Umfang zu bestimmen. Die Aufgabe des Messguts erfolgt durch die Dosiereinheit VIBRI mit einem konstanten Massefluss. Mit dem Trockendispergiersystem RODOS wird das Pulver mittels trockener Druckluft durch die Messzelle beschleunigt, wodurch Agglomerate aufgelöst und reproduzierbare Messungen durchgeführt werden können.
The particle analyser QICPIC is used to measure metal powder particle size distributions and shape parameters. By using dynamic image analysis, it is possible to view the contour of each individual powder grain and to determine data such as sphericity or the circumference. The material to be measured is fed by the VIBRI dosing unit with a constant mass flow. With the RODOS dry dispersing system, the powder is accelerated through the measuring cell by means of dry compressed air, allowing agglomerates to be broken up and reproducible measurements to be taken.
Technische Daten:
Anwendungen:
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470572383 und das Land NRW.
Bei dem MC20 V handelt es sich um einen Vakuuminduktionsgießofen im Kleinformat. Durch Induktionsspulen, die um einen Keramiktiegel angeordnet sind, kann Probenmaterial innerhalb von Minuten aufgeschmolzen werden. Durch das Ineinanderschichten von Keramik und Grafittiegeln ist es sogar möglich Metallpulver aufzuschmelzen, um chemische Analysen durchzuführen.
Technische Daten
Anwendung
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470572383 und das Land NRW
In Pulverherstellungsprozessen variiert die Größe der erzeugten Pulverkörner um einen Mittelwert d50. d50 sowie die Breite der Partikelgrößenverteilung lassen sich durch prozesstechnische Parameter anpassen. Allerdings wird immer auch Pulver erzeugt, dessen Korngröße außerhalb des nutzbaren Rahmens liegt. In technischen pulvermetallurgischen Fertigungsrouten werden für unterschiedliche Verarbeitungsprozesse unterschiedliche Pulverkorndurchmesser benötigt. Während die Verarbeitung mittels PBF-LB/M vorrangig auf Korngrößen zwischen 20 und 63 µm zurückgreift, wird im LMD-Verfahren Pulver eine Korngröße zwischen 50 und 150 µm benötigt. Pulverpartikel mit einem Durchmesser kleiner 20 µm haben in der Regel allerdings keine technische Relevanz und werden abgetrennt, da sie die Fließfähigkeit erheblich verschlechtern. Um diese Anteile abzutrennen hat sich das Windsichten als Verfahren etabliert. Unter Nutzung von inertem Schutzgas wird mittels speziell eingestellten Turbinendrehzahlen feines Pulver von grobem Pulver getrennt und aufgefangen. Die Fähigkeit zur Abtrennung des Feinanteils ist dabei deutlich ausgeprägter als beim Sieben, da auch Agglomerationen feiner Partikel durch die Luftbewegung aufgelöst und aussortiert werden.
Technische Daten:
Anwendung:
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470572383 und das Land NRW
Der Siebturm AS 450 control dient der Fraktionierung von Metallpulvern. Nachdem der Feinanteil des Pulvers durch Windsichten entfernt wurde, kann das restlich Metallpulver mittels Siebe verschiedener Maschenweiten weiter fraktioniert werden. Da die Siebe stapelbar sind, können verschiedene Sieber übereinandergesetzt und so eine Partikelgrößenverteilung durch Siebanalyse bestimmt werden.
Technische Daten:
Anwendung:
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470572383 und das Land NRW
Die Niederdruckplasmanlage des Typs FEMTO des Herstellers Diener electronic ermöglicht das Reinigen, Aktivieren, Ätzen und Beschichten von Werkstoffoberflächen. Nach einer anfänglichen Evakuierung kann die Vakuumkammer mit einem Volumen von 2l während der Oberflächenbehandlung je nach Anwendung variabel mit Argon, Sauerstoff, Formiergas (95% N2 + 5% H2) oder weiteren nicht entzündbaren Prozessgasen geflutet werden. Mit Hilfe des stufenlos regelbaren Hochfrequenzgenerators (40kHz, 0-100W) lässt sich über eine Zeit von 1s bis 99min ein kontinuierliches Plasma in einem Arbeitsdruck zwischen 0,1 und 10mbar erzeugen. Die Beladung kann mit Hilfe von Warenträgern in Form von Aluminium- oder Edelstahlblechen, sowie Borosilikat- oder Quarzglasträgerstrukturen erfolgen. Auf diesem Weg kann pro Behandlungszyklus in Abhängigkeit der Probengröße eine simultane Oberflächenbearbeitung entlang der Kammertiefe (280 mm) realisiert werden. Mögliche Anwendungsgebiete umfassen z.B. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in der Halbleiter-, Mikrosystem- oder Medizintechnik, die Feinreinigung von komplex geformten Bauteilen, sowie die Einstellung definierter Oberflächenzustände innerhalb der Optik und Automobiltechnik.
Technische Daten:
• Kammerinnenabmessungen: Tiefe: 280mm
Durchmesser: 90mm
• Kammervolumen: ca. 2l
• Atmosphäre: Argon, Sauerstoff, Formiergas (95% N2 + 5% H2), weitere nicht explosive und nicht entzündbare Gase möglich
• HF-Generator: 40kHz, 0-100W
• Arbeitsdruck: 0,1-10mbar
Anwendung an Werkstoffoberflächen:
• Reinigung: Abbau von molekularen Verschmutzungsresten
• Aktivieren: Erhöhung der Oberflächenenergie als Voraussetzung für Beschichtungsprozesse
• Beschichten: mit gasförmigen Ausgangsstoffen
• Ätzen: anisotrop (physikalisch) oder isotrop (chemisch)
Das Kurzzeitentladungssintern dient zur Verdichtung von elektrisch leitfähigem Pulver. Eine lose Pulverschüttung wird im Verdichtungswerkzeug durch die hydraulische Presseinheit kompaktiert. Anschließend findet durch die Entladung eines Stromimpulses (Kondensator) vom Oberstempel durch die Pulverschüttung in den Unterstempel und der einhergehenden Erwärmung nach Joule innerhalb von Millisekunden eine urformende Verdichtung statt. Aufgrund der kurzen Prozesszeit des Verfahrens treten nur geringe mikrostrukturelle Veränderungen auf. Aus diesem Grund ist das EDS-Verfahren besonders gut geeignet, artfremde, zu Diffusion neigende oder nanostrukturierte Pulverpartikel zu verdichten.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Bei der SLA-Drucktechnologie liegt ein lichtempfindliches Kunstharz (Resin) zunächst im flüssigen Zustand vor und wird während des Druckprozesses durch einen Laser selektiv schichtweise ausgehärtet. Die Vorteile gegenüber FDM-Druckern liegen dabei in der wesentlich besseren Oberflächenqualität und den mechanischen Eigenschaften des SLA-gedruckten Bauteils. Zur Herstellung eines Drucks wird eine CAD-Datei im. stl oder .obj Format benötigt. Diese wird in der frei verfügbaren Software PreForm gesliced und in eine .form Datei konvertiert, welche dann auf den Drucker überspielt werden kann. Stützstrukturen für die Druckobjekte können ebenfalls in PreForm erstellt werden, sowie Skalierungen und Kopien.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Der Vakuumfallofen bietet die Möglichkeit, unter Vakuum Wärmebehandlungen mit einer schnellen Abschreckung in Wasser durchzuführen. Der Ofen kann unter Vakuum aufheizen und Temperaturrampen fahren und nach einer schnellen Flutung des Ofens mit Schutzgas und der Öffnung einer Bodenklappe einen Probenkorb aus dem Heizraum in einen Wassereimer fallen lassen. Damit lassen sich Proben sehr schnell Abschrecken, während sie so wenig wie möglich einer Atmosphäre ausgesetzt werden, die z.B. zu Oxidation oder Entkohlung führt.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Beim PBF-LB/M-Prozess erfolgt ein additiver respektive schichtweiser Aufbau eines Bauteils durch das Aufschmelzen und Aneinanderfügen metallischer Pulverschichten mithilfe eines hochenergetischen, fokussierten Lasers. Die additive Fertigungsweise ermöglicht die Fertigung hochkomplexer Bauteile direkt aus einem 3D-CAD-Modell ohne die Zuhilfenahme produktspezifischer Werkzeuge.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Vakuum-Kammerofen zum Wärmebehandeln, Sintern und Flüssigphasensintern bis 1600 °C unter Vakuum oder N2-Partialdruck mit der Möglichkeit einer Gasschnellabkühlung.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Das HIP Verfahren findet Anwendung zum Verdichten pulverförmiger (gekapselter), schmelzmetallurgischer oder additiv gefertigter Bauteile. Durch eine thermische Behandlung unterhalb der Schmelztemperatur bei gleichzeitiger Überlagerung eines isostatischen Gasdrucks werden Poren geschlossen. Moderne Anlagen wie die QIH 9 können jetzt auch hohe Abkühlgeschwindigkeiten realisieren und steuern. Dadurch ist es möglich, in den HIP-Prozess die Wärmebehandlung nachhaltig zu integrieren. Gewünschte Mikrostrukturen und Materialeigenschaften lassen sich so gezielt einstellen. Eine in die HIP integrierte Wärmebehandlung wirkt sich außerordentlich festigkeitssteigernd auf dynamisch beanspruchte Bauteile aus und ist somit die Schlüsseltechnologie zu einer hohen Lebensdauer.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Mit dem Labor-Kammerofen KLS 05/13 lassen sich Wärmebehandlungen mit bis zu 1300°C durchführen. Durch eine eingebaute Schalt- und Regelanlage, lassen sich gewünschte Temperaturverläufe oder Haltezeiten genauestens einstellen. Ein externer Schutzgasanschluss sorgt währenddessen dafür, dass das aufgeheizte Probenmaterial während der Wärmebehandlung nicht oxidiert.
Technische Daten
Anwendung
Der High Term Muffelofen wird für die Wärmebehandlung von metallischen Werkstoffen genutzt. Das Spülen von Gas vermindert die Verzunderung der Proben bei hohen Temperaturen.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Der Umluftofen verfügt über eine programmierbare Schalt- und Regelanlage, die eine gleichmäßige Temperaturverteilung bis zu 650° in der Ofenkammer ermöglicht.
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Rohröfen mit keramischen und stählernen Ofenrohren zur Durchführung von Wärmebehandlungen und zum Sintern. Die Wärmebehandlungen können unter Vakuum, Schutz- (Ar) oder Reaktivgasen (bspw. aufsticken in Stickstoffatmosphäre) durchgeführt werden. Zusätzlich können Benetzbarkeiten von Oberflächen durch eine Schmelze durch ein Sichtfenster untersucht werden (Kontaktwinkelmessung über eine Kamera).
Technische Spezifikationen
Anwendungen
Copyright © Lwt 2024
Letzte Änderung: 30. Jan. 2024
