Automatisiertes Entpulvern – Das sind die Trends 2026
Bereits mehr als zehn Jahre ist automatisiertes Entpulvern im industriellen 3D-Druck nun alt. Was bringt das neue Jahr 2026? Welche Trends lassen sich bereits jetzt erkennen? Wir schauen voraus:
Bereits mehr als zehn Jahre ist automatisiertes Entpulvern im industriellen 3D-Druck nun alt. Was bringt das neue Jahr 2026? Welche Trends lassen sich bereits jetzt erkennen? Wir schauen voraus:
Entpulvern mit Ultraschall
Die Reinigung von Bauteilen mit ultrahohen Frequenzen hat sich neben der klassischen pneumatischen Anregung als nützliche Anregungsform am Markt etabliert. Bereits vor rund zwei Jahren hat Solukon die erste Serienanlage mit Ultraschallanregung auf den Markt gebracht.
Mit hervorragenden Reinigungsergebnissen, unter anderem für die Kunden justairtech und The Exploration Company hat sich die neue Anregungsmethode bewiesen und immer mehr Interessenten fragen die Ultraschalllösung an.
Die Vorteile der Ultraschallreinigung sind:
1. Besonders schonende Reinigung
Die piezoelektrische Anregung erfolgt direkt am Drehteller des automatisierten Entpulverungssystems. So wird das Bauteil mühelos und präzise in eine optimale Schwingung versetzt.
Das Besondere an Ultraschall-Anregung ist die variable Frequenz. Statt mit einer festen Frequenz zu arbeiten, wird diese kontinuierlich und schnell über einen definierten Bereich verändert. In diesem Bereich ist die Reinigung besonders effektiv. Durch dieses sogenannte „Sweepen“ wird eine äußerst zuverlässige Reinigung erzielt, da gezielt definierte Frequenzen im Ultraschallbereich genutzt werden.
Die ultrahohen Frequenzen der elektrischen Anregung liegen dabei deutlich über der schädlichen Eigenfrequenz des Bauteils. Das verhindert ein Aufschwingen der Bauteile und damit Beschädigungen am Bauteil. Automatisiertes Entpulvern mit Ultraschall ist also eine besonders schonende Reinigungsform und eignet sich deshalb besonders für filigrane Strukturen (z.B. Schwammstrukturen in der Medizintechnik).
2. Geräuschloses Entpulvern
Gerade in sonst sehr lauten Fertigungsumgebungen kann dies ein entscheidender Vorteil sein: die Ultraschallreinigung ist geräuschlos.
3. Zuverlässiges Lösen von Pulververklumpungen
Bereits im Druckprozess, durch Feuchtigkeitseinfluss oder falsche Anregung kann es im Inneren von Bauteilen zu Pulververklumpungen kommen. Dieses Problem tritt häufig bei langen, dünnen innenliegenden Kanälen auf. Ultraschallanregung löst diese Verklumpungen zuverlässig.
Ein Bauteil aus Kupfer, das mittels Ultraschall entpulvert wurde.
Entpulverungssoftware und mehr Automatisierung
LPBF-Bauteile werden immer komplexer und immer mehr Bauteile gehen in Serie. Entpulvern muss da schritthalten. Durch intelligente Software, die den Bewegungsablauf anhand der CAD-Datei des Bauteils individuell berechnet, wird das Entpulvern zuverlässig und wiederholbar. Das ist unabdingbar für Serienproduktion und -reinigung. Zumal sich mit Software bereits in der Design-Phase prüfen lässt, ob die entworfene Geometrie gereinigt werden kann.
Mit einem erhöhten Bedarf für Serienproduktion geht auch einher: Die Nachfrage nach weiterer Automatisierung erhöht sich. Kundenspezifisch sind im Bereich Entpulvern folgende Szenarien möglich:
Automatisiertes Be- und Entladen des Bauteils
Roboterintegration in das Entpulverungssystem: Der Roboter kann verschiedene Aufgaben ausführen wie zum Beispiel Pulverreste abblasen, Sauberkeitskontrolle, gezieltes Abklopfen von Pulveranhaftungen etc.
Diese Trends 2026 für das industrielle Entpulverung versprechen ein spannendes Jahr.
Solukon baut die langjährige Zusammenarbeit mit dem schwedischen industriellen Additive-Manufacturing-Dienstleister AMEXCI weiter aus. AMEXCI integriert eine SFM-AT350 für mittelgroße Bauteile sowie eine SFM-AT1000-S für großformatige LPBF-Komponenten in seine Produktionsumgebung. Die neuen Anlagen ergänzen ein bestehendes Solukon-System, das seit 2018 zuverlässig im Einsatz ist.
Aluminium (AlSi10Mg)-Bauteile, gedruckt mit einer NXG XII 600 parts, welche in der SFM-AT1000-S entpulvert werden
QUICK FACTS
AMEXCI hat zwei weitere Solukon Entpulverungssysteme erworben und installiert
Für maximale Prozesssicherheit betreibt AMEXCI eine konsequente Materialtrennung je Entpulverungsanlage: Die SFM-AT300 wird für Bauteile aus Edelstahl (316L) eingesetzt, die SFM-AT350 für Anwendungen aus Titan (Ti6Al4V) und die SFM-AT1000-S für Aluminiumlegierungen (AlSi10Mg) aus großformatigen SLM-Systemen.
Die Solukon-Anlage in der AMEXCI Produktionsumgebung
PASSGENAUE ENTPULVERUNG FÜR DAS NEUE AM-ZENTRUM IN ÖREBRO
Im Mai 2025 hat AMEXCI ein neues Additive-Manufacturing-Zentrum in Örebro, Schweden, in Betrieb genommen. Das Center ist auf hohe Effizienz, einen hohen Automatisierungsgrad sowie kurze Durchlaufzeiten ausgelegt und begleitet Kunden von der Bauteilentwicklung bis zur Serienfertigung. Die Solukon-Systeme SFM-AT350 und SFM-AT1000-S sind integraler Bestandteil dieses Konzepts und übernehmen die automatisierte Pulverentfernung für anspruchsvolle Metallbauteile.
PROZESSSICHERE ENTPULVERUNG IN MULTI-PRINTER- UND MULTI-MATERIAL-UMGEBUNGEN
AMEXCI nutzt mehrere LPBF-Systeme unterschiedlicher Hersteller und setzt im Postprocessing auf eine herstellerunabhängige, standardisierte Entpulverung. Die Solukon-Anlagen ermöglichen eine konsistente Pulverentfernung von Bauteilen aus verschiedenen Drucksystemen.
Zur weiteren Erhöhung der Prozesssicherheit verfolgt AMEXCI eine konsequente Materialtrennung je Entpulverungsanlage: Die SFM-AT300 wird für Bauteile aus Edelstahl (316L) eingesetzt, die SFM-AT350 für Anwendungen aus Titan (Ti6Al4V) und die SFM-AT1000-S für Aluminiumlegierungen (AlSi10Mg) aus großformatigen SLM-Systemen.
Jeder LPBF-Baujob durchläuft damit einen definierten, reproduzierbaren Entpulverungsprozess, der bei Bedarf durch nachgelagerte Reinigungsverfahren ergänzt wird.
Blick in die SFM-AT1000-S bei AMEXCI
WARUM SICH AMEXCI FÜR DIE ENTPULVERUNGSTECHNOLOGIE VON SOLUKON ENTSCHIEDEN HAT
Auf die Frage nach der Bedeutung von Solukon für ihre AM-Prozesse antwortete Andreas Petersen, Head of Production bei AMEXCI: „Das Solukon-System ist von Anfang an ein wesentlicher Bestandteil unseres AM-Workflows gewesen. Wir haben uns für Solukon entschieden, weil es für uns wichtig war, so früh wie möglich im Prozess mit pulverfreien Teilen zu arbeiten. Es ist für uns ein zentrales Tool, um pulverfreie Teile zu erhalten, die sowohl für unsere Bediener als auch für unsere Kunden sicherer zu handhaben sind. Solukon-Systeme sind einfach zu bedienen und dennoch effizient. Die Zusammenarbeit mit Solukon läuft nun seit 7 Jahren gut, und das Team steht uns jederzeit mit Rat und Tat zur Seite.
AUSBLICK: DIGITALE SIMULATION DER ENTPULVERUNG FÜR NOCH MEHR EFFIZIENZ
AMEXCI evaluiert aktuell den Einsatz der Solukon Softwarelösung SPR-Pathfinder®. Durch die simulationsbasierte Berechnung bauteilspezifischer Bewegungsabläufe soll die Vorhersagbarkeit der Entpulverung weiter verbessert werden. Insbesondere bei sehr feinen innenliegenden Kanälen unter einem Millimeter Durchmesser bietet die digitale Simulation und Vorausberechnung des Entpulverns zusätzliche Potenziale.
Mit dem Ausbau seiner Entpulverungskapazitäten mit Solukon-Anlagen unterstreicht AMEXCI sein Vertrauen in die marktführende Technologie von Solukon und setzt damit auf automatisierte und prozesssichere Entpulverung als Grundlage für skalierbare industrielle AM-Produktionsprozesse.
Das Video aus der AMEXCI Facility zeigt, wie sich die automatisierte Entpulverung in den Produktionsprozess einfügt:
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Dieser Use Case beleuchtet das automatisierte Entpulvern eines Wärmetauschers der US-amerikanischen Firma Enerbine.
Das Unternehmen Enerbine stellt modulare, brennstoffunabhängige Wechselrichter für die dezentrale Stromerzeugung her, die sowohl mit flüssigen als auch mit gasförmigen Brennstoffen kompatibel sind. Die Technologie des Unternehmens kombiniert modernsten 3D-Metalldruck mit Keramik und fortschrittlichen Werkstoffen, um hohe Präzision, Effizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten. Als Early Adopter setzt Enerbine in seinem Werk bereits früh seit der Installation des Entpulverungssystems SFM-AT350 die Software SPR-Pathfinder® von Solukon ein.
Die SFM-AT350: Entpulverungssystem für mittelgroße Bauteile
DATEN & FAKTEN ZU APPLIKATION UND ENTPULVERUNGSPROZESS
Bauteilvolumen (B x T x H)
200 x 200 x 350 mm
Drucker
EOS M 400-4
Material
In718
Applikation
Wärmetauscher für die Stromerzeugung
Oberfläche / Struktur
– Zylinder mit dünnen Wänden und Kraftstoffeinspritzdüsen
– Gebogene Kanäle im Inneren mit einer Gesamtlänge von 200 mm
– 4 baugleiche Bauteile auf einer Bauplatte
Kleinster Durchmesser im Bauteil, der mit Pulver gefüllt ist
0,2 mm
Entpulverungssystem
Solukon SFM-AT350 mit Hochfrequenzklopfer
Dauer des Entpulverungsvorgangs
360 min
Modus
Intelligenter Modus mit SPR-Pathfinder®
Anzahl der Reinigungsschritte
1200
Rückgewonnene Pulvermenge
10-20 kg
Anzahl der Bauteile, die entpulvert werden
12 pro Woche
DER ENTPULVERUNGSPROZESS
Der Entpulverungsprozess wurde auf der SFM-AT350 mit Hochfrequenzklopfer durchgeführt.
Während des Entpulverns im Intel-Modus mit dem SPR-Pathfinder® wurde ein starker Pulverfluss erzielt. Durch gezieltes Klopfen konnten Pulververklumpungen in kleinen Teilhohlräumen mit einer Größe von bis zu 0,2 mm gelöst werden. Insgesamt dauerte der Entpulverungsprozess für die Wärmetauscher in der SFM-AT350 6 Stunden. Pro Entpulverungszyklus konnten 10 bis 20 kg Pulver gesammelt werden. Das Team Enerbine verwendet das Pulver nach dem Sieben für weitere Druckprozesse.
Nach dem Entpulverungsprozess schnitt das Team Enerbine die Teile mit einer Drahterodiertmaschine auf, um die Suaberkeit der Bauteile zu prüfen. Erfreulicherweise blieben in der Geometrie keine Pulverrückstände zurück.
„Bevor wir Solukon verwendet haben, blieb Pulver in den dünnen Wänden zurück. Jetzt, mit Solukon, bleibt nur noch etwas Staub außen an den Wänden zurück“, sagt Erling LaSalle, Additive Manufacturing Engineer bei Enerbine.
Auf den Entpulverungsprozess folgen Spülen mit IPA, Wärmebehandlung und die maschinelle Bearbeitung.
SICHERER PROZESS, GERINGER WARTUNGSAUFWAND
Die Installation des Entpulverungssystems von Solukon hat den Gesundheits- und Arbeitsschutz am Arbeitsplatz erheblich verbessert, da das Pulver nun in einer geschlossenen Atmosphäre verarbeitet wird. Der minimale Wartungsaufwand der Anlage macht sie zu einer wertvollen Ergänzung der additiven Fertigungsumgebung von Enerbine und steigert deren Effizienz.
WELCHE VORTEILE SPR-PATHFINDER® GEGENÜBER KLASSISCHEN ENTPULVERUNGEN BIETET
Für Enerbine hat die Anwendung von SPR-Pathfinder® zur intelligenten Entpulverung deutliche Vorteile gebracht. Mit der Software wird im Voraus das ideale Bewegungsmuster für die jeweilige Bauteilgeometrie berechnet. Erling erklärt:
“Bevor wir die Software hatten, haben wir das Programm manuell gewählt. Die Solukon-Anlage lief 8-12 Stunden, aber es war immer noch Pulver im Inneren der Bauteile. Mit dem Pathfinder-Programm dauert die Reinigung nur 6 Stunde, wobei das gesamt Pulver entfernt wird.“
SPR-Pathfinder® ist vor allem deshalb sehr nützlich, weil sich das Bauteildesign gerade noch in der Entwicklung befindet und sich deshalb von Druck zu Druck immer leicht ändert. Die Software kann diese Änderungen schnell berücksichtigen.
DER WACHSTUMSKURS VON ENERBINE BEIM INDUSTRIELLEN ENTPULVERN
Momentan entpulvert die SFM-AT350 bis zu vier Bauteile auf einer Bauplatte gleichzeitig. Damit wird bald das maximal zulässige Gewicht bei der SFM-AT350 überschritten, weshalb Erling und sein Team zusätzlich das nächstgrößere Entpulverungssystem beschaffen wollen: die SFM-AT800-S. „Wir brauchen definitiv eine SFM-AT800-S, um unsere Produktionsumgebung zu vervollständigen“, sagt Erling LaSalle.
Ende Februar hat die Nikon Corporation (kurz Nikon) das Forschungs-, Entwicklungs- und Servicecenter für höchste AM-Anforderungen in Gyoda, Präfektur Saitama eröffnet. Für das automatisierte Entpulvern setzt Nikon erneut auf die marktführende Technologie von Solukon und integriert eine SFM-AT1000-S in das Center.
Das Nikon AM Technology Center Japan (NAMTC Japan) mit insgesamt 922 m² Fläche steht Kunden und Interessenten aus Japan und Asien offen und bietet neben dem Premium-Drucker NXG XII 600 von Nikon SLM Solutions auch eine Auswahl der führenden Postprocessing-Systeme und Messanlagen. Im Bereich automatisiertes Entpulvern setzt Nikon dabei auf die marktführende Technologie von Solukon.
DIE FAKTEN
Entpulverungssystem SFM-AT1000-S im NAMTC Japan in Betrieb
Die Anlage ist das perfekte Nachbearbeitungssystem zum High-End-Drucker NXG XII 600 von Nikon SLM Solutions
Entpulverungssystem SFM-AT1000-S im NAMTC in Japan
DIE SFM-AT1000-S ALS PERFECT FIT ZUR NXG XII 600
Die SFM-AT1000-S von Solukon ist ein automatisiertes Entpulverungssystem für große und schwere Bauteile bis 800 kg. Die Variante der SFM-AT1000-S mit kurzem Schwenkarm für eine bessere Schwerpunktlage des Bauteils wurde gezielt für den Großformatdrucker NXG XII 600 von Nikon SLM Solutions entwickelt (Bauteilmaße max.: 600 x 600 x 600 mm). Deshalb fügt sich die Entpulverungsanlage von Solukon perfekt in das Maschinen-Setup im NAMTC Japan in Gyoda ein. Auch digital integriert sich die SFM-AT1000-S nahtlos in das Setup des NAMTC: Das System ist mit dem Digital-Factory-Tool, einem Sensor- und Schnittstellenkit ausgezeichnet. Es zeichnet alle relevanten Daten zum Reinigungsprozess auf und sorgt so für maximale Transparenz. Per OPC UA lassen sich diese Daten in das übergeordnete digitale Dashboard der Druckerlandschaft integrieren.
EFFIZIENTE, WIEDERHOLBARE PULVERENTFERNUNG
Nikon wird im neuen AM Technology Center komplexe Bauteile für höchste Anforderungen produzieren. Mit steigender Komplexität der Bauteile (z.B. verworrene, innenliegende Kanäle) steigen die Anforderungen an das automatisierte Entpulvern. Genau für solche Herausforderungen wurde die SFM-AT1000-S konzipiert: Sie ermöglicht eine voll automatisierte, programmierbare Reinigung von komplexen Strukturen und Kanälen. Zusätzlich zur serienmäßigen Rotation und Vibration ist die SFM-AT1000-S im NAMTC Japan mit einem speziell entwickelten Hochfrequenzklopfer ausgestattet. Dieser löst Pulververklumpungen in Bauteilkanälen durch gezielte Schläge, ohne das Bauteil zu beschädigen. Wie das Bauteil in der Solukon-Anlage bewegt werden muss, lässt sich bequem mit der SPR-Pathfinder® Software berechnen. Sie analysiert die CAD-Datei des Bauteils und berechnet das ideale Bewegungsmuster. Diese Berechnung kann stattfinden, sobald die CAD-Datei des Bauteils erstellt ist. Anwender können das Entpulvern also bereits im Designprozess simulieren und sehen, ob sich ihre Geometrie entpulvern lässt.
WARUM SICH NIKON FÜR SOLUKON-TECHNOLOGIE ENTSCHIEDEN HAT
Diese intelligenten Features der Solukon-Anlage machen die Solukon SFM-AT1000-S zum perfekten Postprocessing-System im NAMTC Japan. „Unser Anspruch ist, unseren Kunden und Interessenten das hochwertigste Equipment im Center zu bieten. Solukon-Anlagen stehen für höchste Qualität und Zuverlässigkeit und so ist es nur logisch, dass wir uns für die automatisierte Nachbearbeitung für eine Solukon-Anlage entschieden haben“, sagt Hiroyuki Nagasaka, Assistant General Manager Advanced Manufacturing Business Unit bei Nikon.
Hiroyuki Nagasaka (Assistant General Manager Advanced Manufacturing Business Unit), Yuichi Shibazaki (General Manager Advanced Manufacturing Business Unit und Director & Co-President & Co-CEO of Nikon Advanced Manufacturing Inc., Officer in charge of Riblet Solution Development Department) und Yuki Furuya (Staff, Advanced Engineering Section, Business Planning Department Advanced Manufacturing Business Unit) (v.l.n.r.) vor dem neuen Entpulverungssytem SFM-AT1000-S im NAMTC Japan.
Erfahren Sie hier, was wir auf dem wichtigsten Event des Jahres präsentieren.
KURZÜBERBLICK: WAS WIR AUSSTELLEN
Spezielle Variante der SFM-AT800-S mit automatisiertem Bauteiltransport und Roboter-Finishing
SFM-AT350-E: Schonende und geräuschlose Reinigung mit Ultraschall
SPEZIALVERSION DER SFM-AT800-S
Auf der diesjährigen Formnext präsentieren wir stolz unsere Sonderedition der Jubiläumsmaschine SFM-AT800-S. Diese exklusive Variante vereint automatisierten Teiltransport und Entpulverung mit robotergestütztem Finishing. Gemeinsam mit unseren renommierten Technologiepartnern Grenzebach und Yaskawa stellen wir diese Innovation vor, die einen bedeutenden Schritt hin zu noch mehr Effizienz und Automatisierung in den Arbeitsabläufen der Entpulverung und Nachbearbeitung darstellt.
SFM-AT350-E
Auch unser Top-Seller, die SFM-AT350-E, wird am Stand sein. Die E-Version reinigt besonders schonend und geräuschlos mit Ultraschall und ist besonders für fragile Strukturen geeignet. Dank eines angepassten Schwenkarms kann das System Bauteile der Flaggschiff-Drucker EOS M 400 und Nikon SLM® 500 aufnehmen, die bis zu 100 kg wiegen.
Unser Jubiläumspaket
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Conflux Technology, ein weltweit führender Anbieter von Wärmetauscherlösungen auf Basis additiver Fertigung mit Hauptsitz in Geelong (Australien), hat sein Produktionsökosystem durch die Integration des Entpulverungssystems SFM-AT800-S sowie des Peripheriesystems SFM-PCU, weiter ausgebaut.
DIE FAKTEN
Conflux nimmt eine SFM-AT800-S und eine SFM-PCU in Betrieb
Erhöhte Produktionssicherheit: Das Entpulvern mit Solukon reduziert Schwankungen bei manuellen Prozessen, erhöht die Sicherheit der Mitarbeitenden und gewährleistet gleichbleibend hohe Qualität.
Erfolgreiche Zusammenarbeit mit Solukon, geprägt von schnellem Support und einem gemeinsamen Antrieb für Innovation.
Powder Collection Unit SFM-PCU
EFFIZIENTES ENTPULVERN VON WÄRMETAUSCHERN
Um den steigenden Anforderungen der Luft- und Raumfahrt, der Automobil- sowie weiterer Industriezweige gerecht zu werden, setzt Conflux im Zuge seiner Produktionsskalierung auf das SFM-AT800-S-System von Solukon. Es ermöglicht eine sichere, automatisierte und reproduzierbare Entpulverung der Hochleistungswärmetauscher des Unternehmens.
SFM-AT800-S UND SFM-PCU IM DETAIL
Die SFM-AT800-S ist ein automatisiertes Entpulverungssystem, das speziell für komplexe Metallbauteile mit einer Höhe von bis zu 600 Millimetern entwickelt wurde. Die hochmoderne Anlage ermöglicht eine vollständig automatisierte und äußerst effiziente Entfernung von Pulverrückständen – selbst aus feinsten innenliegenden Kanälen komplexer Bauteile. Durch die Kombination aus programmierbarer, endloser Zwei-Achs-Rotation und Vibration in einer kontrollierten Atmosphäre wird eine besonders gründliche Entpulverung gewährleistet. Zuverlässige Reinigungsergebnisse und ein langlebiger Aufbau machen die SFM-AT800-S zum weltweit meistverkauften Entpulverungssystem.
Abgerundet werden die Postprocessing-Kapazitäten von Conflux mit der kompatiblen Pulversammelstation SFM-PCU. Das System garantiert einen sicheren Umgang mit reaktiven Pulvern, erhöht die Arbeitssicherheit, steigert die Effizienz und gewährleistet eine zuverlässige Wiederverwendung des Materials – eine entscheidende Voraussetzung für die Serienproduktion in großem Maßstab.
WARUM SICH CONFLUX FÜR SOLUKON ENTSCHIEDEN HAT
„Die Solukon SFM-AT800-S ist für uns entscheidend, um hochkomplexe Geometrien effizient und zuverlässig reinigen zu können“, erklärt Dr. Ian Fordyce, Leiter F&E bei Conflux Technology. „Wir haben dadurch keine ungenauen manuellen Prozesse mehr, erhöhen die Arbeitssicherheit und sorgen für gleichbleibend hohe Qualität in der gesamten Produktion. Unsere Zusammenarbeit mit Solukon verläuft reibungslos – geprägt von schneller Reaktionsfähigkeit und einem gemeinsamen Bekenntnis zu Innovation.“
Der Hochfrequenzklopfer der SFM-AT800-S hat sich als besonders wichtig erwiesen, um Pulverreste und verdichtetes Pulver aus den filigranen Lamellenstrukturen und Kanälen von Conflux-Bauteilen zuverlässig zu entfernen. So werden Reinigungszyklen beschleunigt, während die thermischen und strömungstechnischen Eigenschaften der fertigen Bauteile erhalten bleiben.
Die Niederlassung von Conflux Technology in Geelong widmet sich ausschließlich Innovationen im Bereich Wärmemanagement. Mit umfassender Expertise in der Herstellung von Wärmetauschern aus Aluminium, Edelstahl und Nickelbasislegierungen bietet Conflux das gesamte Spektrum – von Design und Prototyping über additive Fertigung und fortschrittliche Entpulverung bis hin zu strenger Validierung. Dieser Fokus ermöglicht es Conflux, Wärmelösungen zu liefern, deren Leistung weit über konventionelle Designs hinausgeht.
Seit fast einem Jahrzehnt wurde automatisiertes Entpulvern allgemein als Kombination aus automatisierter Rotation und gezielter Vibration verstanden. Das gilt zwar nach wie vor, doch mit der Einführung des Entpulverungssystems SFM-AT350-E hat Solukon die Vibrationsoptionen nun um eine Ultraschall-Anregung erweitert. In diesem Anwenderbericht geht es um die Ultraschall-Entpulverung eines fraktalen Wärmetauschers von justairtech.
Justairtech entwickelt und bietet nachhaltige, hocheffiziente Kühlsysteme an, die Luft als Kältemittel verwenden. Primäre Anwendungen sind Rechenzentren sowie industrielle Kühlbedarfe. Der fraktale Wärmetauscher bildet das zentrale Produkt und die Schlüsseltechnologie des Unternehmens. Er ermöglicht den Einsatz von Luft als Kältemittel und erreicht eine 4- bis 5-mal höhere Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Ziel ist es, Kühlsysteme klimafreundlich zu machen durch die Reduktion des Stromverbrauchs und den Einsatz natürlicher Kältemittel.
DATEN & FAKTEN ZU APPLIKATION UND ENTPULVERUNGSPROZESS
Bauteilvolumen (B x T x H)
350 x 350 x 350 mm
Drucker
EOS M 400-4
Material
EOS Edelstahl 316L
Applikation
Fraktaler Wärmetauscher
Oberfläche / Struktur
– Komplexe Innengeometrie mit vielen horizontal verlaufenden, langen und schmalen Kanälen; Kanalöffnungen mit unterschiedlichen geometrischen Formen
– Verteilt über die gesamte Grundfläche, etwa auf halber Höhe: Fläche (100 – 150 mm hoch), durch die sich ein vertikales Gitter mit extrem kleinen Löchern zieht („Kanäle“ von 0,5 x 0,5 mm)
Kleinster Durchmesser im Bauteil, der mit Pulver gefüllt ist
0,5 x 0,5 mm
Dauer des Entpulverungsvorgangs
337 min
Entpulverungssystem
Solukon SFM-AT350-E mit Ultraschallanregung
Modus
Automatikmodus + manueller Modus
DER ENTPULVERUNGSPROZESS
Vor dem eigentlichen Ultraschall-Entpulverungsprozess in der SFM-AT350-E wurde eine Vorreinigung durchgeführt. Zwischen der ersten und zweiten Reinigung verging etwas Zeit, während der das Bauteil normaler Raumluft ausgesetzt war. Es ist daher davon auszugehen, dass das im Inneren des Bauteils verbliebende Pulver mit der Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft reagiert hat, was den Entpulverungsprozess erschwert. Die Entpulverung wurde auf einer SFM-AT350-E mit permanenter Ultraschallanregung durchgeführt und damit ohne die Option für einen pneumatischen Vibrator oder Hochfrequenzklopfer. Beim Entpulvern wurde auch eine Blaspistole mit hohem Blasimpuls eingesetzt, um noch mehr Pulver aus dem Bauteil zu lösen. Während des Entpulverns im Automatikmodus (Schwenkwinkel 60°-220°, Rotations- und Schwenkgeschwindigkeit 10°/s mit einer Haltezeit von 5 Sekunden in jeder Position) trat ein starker Pulverfluss auf. Insgesamt dauerte das Ultraschall-Entpulvern des fraktalen Wärmetauschers in der SFM-AT350-E 337 Minuten. Trotz einer Vorreinigung konnten noch 1,9 kg Edelstahlpulver entfernt werden. Der Wärmetauscher ist nun vollständig gereinigt.
WAS IST DAS ERGEBNIS DES ANWENDUNGSFALLS?
Dieser Use Case zeigt deutlich, dass Ultraschallanregung bei engen und langen Kanälen den Unterschied machen kann. Im Vergleich zur herkömmlichen Vorreinigung durch Vibration und Klopfen wurde deutlich mehr Pulver entfernt. Die Ultraschallreinigung in der SFM-AT350-E ist ein weiteres wirkungsvolles Tool in der Toolbox des industriellen Entpulverns von Solukon. Trotzdem hängt die Auswahl der richtigen Anregungsmethode stark von der Geometrie des Bauteils ab.
WELCHE ERKENNTNISSE ZIEHT JUSTAIRTECH AUS DEM ENTPULVERUNGSTEST?
„Der Entpulverungsversuch hat eindrucksvoll bestätigt, dass sich selbst das Pulver, das in äußerst schwer zugänglichen Bauteilbereichen festklemmt – in unserem Fall über 1,9 kg – automatisiert entfernen lässt. Der Abgleich mit dem Zielgewicht des Wärmetauschers zeigt, dass der Versuch mit Solukon überaus erfolgreich war und das Bauteil nun pulverfrei ist. Das liefert uns nicht nur die notwendige Prozesssicherheit, sondern stärkt auch das Vertrauen in die industrielle Serienanwendung von additiv gefertigten Bauteilen.“
Philipp Komurka, Head of Product Development & Technology Additive Components & Testing
Die automatisierte Entpulverung ist noch immer eine recht junge Disziplin der additiven Fertigung und dennoch: Seit Gründung von Solukon und der Vorstellung der weltweit ersten Entpulverungsanlage, der SFM-AT800-S, im Jahr 2015 haben sich einige erfolgreiche Prinzipen am Markt etabliert. Zu den wichtigsten zählen:
1. Entpulvern muss in einer geschützten Atmosphäre stattfinden
Nur mit einer dichten Prozesskammer sind Gesundheitsgefahren durch feinste Stäube und Explosionsgefahren unter Kontrolle. Für reaktive Materialien wird die Prozesskammer mit einem Schutzgas inertisiert.
2. Entpulvern muss reproduzierbar sein
Das bedeutet, für gleiche Bauteile das gleiche Reinigungsergebnis zu erzielen (= Wiederholgenauigkeit). Was sich wie ein No-Brainer anhört, ist in Wirklichkeit ein Grundsatz, der nur mit automatisierter Entpulverung mit Solukon wirklich eingehalten werden kann.
3. Das beste Reinigungsergebnis ergibt sich durch die Kombination aus Rotation und Schwingungsanregung
(Endlose) Rotation um zwei Achsen und gezielte Schwingungsanregung machen das anhaftende Pulver in innenliegenden Kanälen fließfähig. In den Solukon Entpulverungssystemen lässt sich die Anregungsintensität des Rüttlers einstellen. Wie sich die pneumatisch erzeugten Schwingungsanregungen am Bauteil konkret verhalten, ist allerdings sehr individuell und von der Geometrie des Bauteils abhängig. Wichtig ist das Ergebnis: Das Pulver verhält sich wie eine Flüssigkeit und läuft aus innenliegenden Kanälen aus. Pulververklumpungen löst ein Hochfrequenzklopfer, der bei Bedarf zusätzlich eingesetzt werden kann.
Die Kombination aus pneumatischem Rüttler (= Vibrator) und Klopfer zur Schwingungsanregung wäre bis vor einiger Zeit auch auf dieser Liste der Grundsätze für das Entpuvern gestanden. Denn pneumatische Vibratoren sind zuverlässig, günstig und sehr effektiv. Allerdings verbrauchen sie sehr viel Druckluft und sind schlecht regelbar, was bei filigranen Teilen zu Problemen führen kann, weil sie unter bestimmten Bedingungen aufschwingen.
SFM-AT350-E mit Ultraschallanregung
SFM-AT350-E mit Ultraschallanregung
Mit der Vorstellung der E-Version des Entpulverungssystems SFM-AT350 hat Solukon deshalb die Toolbox der Anregungen erweitert und ein System mit Ultraschallanregung auf den Markt gebracht. Die SFM-AT350-E entpulvert Bauteile bis 400 x 400 x 400 mm und 100 kg voll automatisiert mit programmierbarer 2-Achs-Rotation und Frequenzanregung im Ultraschallbereich.
Was kann die Ultraschallanregung und was sind die zentralen Vorteile?
In der SFM-AT350-E wird das Bauteil in Ultraschallfrequenz piezoelektrisch angeregt. Dabei setzt die Anregung unmittelbar am Drehteller des automatisierten Entpulverungssytems an, sodass das Bauteil mühelos und präzise in eine optimale Schwingungslage versetzt werden kann. Das Besondere dabei: Anstatt eine feste Frequenz zu verwenden, wird die Frequenz kontinuierlich und schnell in einem bestimmten Bereich abgefahren, in dem besonders effektiv gereinigt werden kann. Durch dieses „Sweepen“ wird eine besonders zuverlässige Reinigung durch die Nutzung definierter Frequenzen im Ultraschallbereich gewährleistet.
Die ultrahohen Frequenzen der elektrischen Anregung liegen dabei deutlich über der schädlichen Eigenfrequenz des Bauteils. Das verhindert ein Aufschwingen der Bauteile und damit Beschädigungen am Bauteil. Automatisiertes Entpulvern mit Ultraschall ist also eine besonders schonende Reinigungsform.
Zudem ist die Ultraschallanregung geräuschlos. Damit kann die SFM-AT350-E auch außerhalb lauter und hochausgelasteter Fertigungsumgebungen laufen.
Wann ist Entpulvern mit Ultraschall die richtige Anregungsform?
Wie bei vielen Fragen der Entpulverung hängt die Entscheidung, ob die pneumatische oder die Ultraschall-Anregung die richtige ist, vom Anwendungsfall und der Geometrie des Bauteils ab. Gute Reinigungsergebnisse erzielen beide Varianten. Gerade bei Bauteilen mit sehr filigranen Strukturen oder auch filigranen Stützstrukturen ist Entpulvern mit Ultraschall i.d.R. die richtige Wahl, weil das o.g. Aufschwingen hier nicht auftritt und somit Bauteilbeschädigungen durch die Frequenz ausgeschlossen sind. Auch sehr kleine Strukturen im Bauteil (ca. < 0,5 mm im Durchmesser) reagieren sehr gut auf die ultrahochfrequente Anregung.
Zudem kann Pulver in engen und langen Kanälen bei falscher Anregung verstopfen. Die Ultraschallanregung kann solche Kanäle zuverlässig reinigen und evtl. auftretende Verstopfungen wieder lösen. Der folgende Vergleichsversuch eines Solukon-Kunden verdeutlicht die Vorteile der Ultraschall-Technologie bei engen und langen Kanälen:
Welche konkreten Anwedungsfälle gibt es?
Swissm4m: Entpulvern von medizinischen Bauteilen
Die SFM-AT350-E hat sich vor allem für die Medizintechnik als ideales System herauskristallisiert. Typische Anwendungen sind hier Hüftpfannen, welche eine gitternetzartige Struktur an der Oberfläche aufweisen. Solche Hüftpfannen waren gemeinsam mit Wirbelsäuleneinsätzen und Dentalwerkzeugen Teil eines Baujobs des schweizerischen Swiss m4m Center, einem Technologietransferzentrum für die Medizin- und Dentalindustrie.
Ultraschallreinigung von Medizinbauteilen
Medizinbauteile in der SFM-AT350-E
In nur 7,5 Minuten konnten die medizinischen Bauteile aus Edelstahl in der SFM-AT350-E mit Ultraschallanregung gereinigt werden.
The Exploration Company: Entpulvern einer Brennkammer eines Raketentriebwerks
In der Luft- und Raumfahrt, in der besonders hohe Anforderungen an die industrielle Entpulverung gestellt werden, konnte sich die Ultraschalltechnologie der SFM-AT350-E ebenfalls schon beweisen. Das international agierende Raumfahrtunternehmen „The Exploration Company“ vertraut für das Entpulvern von Raketenteilen auf die Ultraschallanregung mit der SFM-AT350-E von Solukon.
Diese ca. 15 kg schwere Brennkammer aus Inconel (IN718) ist in etwa 370 mm hoch und verfügt über ein hochkomplexes Inneres: Die verworrenen Kanäle sind bis zu 400 mm lang, der kleinste Durchmesser dieser Kanäle ist 1,5 mm.
Raketenbrennkammer der Exploration Company
Mit der SFM-AT350-E konnte das Team um Senior Additive Manufacturing Engineer Maxi Strixner das Bauteil komfortabel, schonend und geräuschlos reinigen. Für die gezielte Reinigung der Raketenbrennkammer ließ das Team ein eigens für das Bauteil geschriebenes Reinigungsprogramm ablaufen. Nach 30 Minuten war das Bauteil erfolgreich gereinigt.
Entpulvern eines Raketentriebwerks mit Ultraschall
Für die Exploration Company sind vor allem die geräuschlose Reinigung und die zuverlässige Reinigungsqualität ausschlaggebend, warum sie sich für die SFM-AT350-E von Solukon entschieden haben: „Das Ultraschall-Entpulversystem von Solukon hat unsere kleine Fertigungsumgebung echt nach vorn gebracht. Weil die Anlage so leise ist, können wir sie direkt neben unserem Arbeitsplatz laufen lassen, ohne dass es stört – das ist ein riesiger Vorteil. Wenn man ein Programm nutzt, spart man sich viel manuelle Arbeit, und die Ergebnisse sind immer sauber und zuverlässig. Unterm Strich spart das richtig Zeit und Geld – die Investition hat sich definitiv gelohnt“, sagt Boris Schaff, Additive Manufacturing Engineer bei The Exploration Company.
Ultraschalltechnologie als neues Tool in der Toolbox der Entpulverung
Wie die Beispiele zeigen, hat sich die Ultraschalltechnologie der SFM-AT350-E am Markt bereits bewährt. Und dennoch: die E-Version ersetzt die Standard-Entpulverungstechnologie der SFM-AT350 mit pneumatischer Anregung keinesfalls. Ultraschallanregung ist eher ein zusätzliches Tool in der Toolbox der automatisierten Entpulverung.
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