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Eine neue Regenerierungsanlage für „Jobbox-Formstoffe“ für die additive Fertigung im 3D-Formstoff-Printer mit elektrisch beheizten Drehtrommelofen

Die additive Fertigung von Sandkernen und Sandformen im 3D-Druckverfahren (oftmals mit Furan Binder) gewinnt zunehmend an Bedeutung in Giessereien. Feiner Quarzneusand ist ein häufig eingesetzter Formstoff; es kommen aber auch andere, wesentlich kostenintensivere, Formstoffe, wie z.B. synthetisch hergestellte Cerabeads, zum Einsatz.

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Das Endprodukt - die herzustellenden Gussteile – stellen unterschiedlichste Anforderungen an die Qualität des Formstoffs. Am Ende des Printprozesses wird der lose, rieselfähige „Jobbox-Formstoff“ mit Saugeinrichtungen aus der Jobbox transportiert. In vielen Fällen reicht es aus, den Jobbox-Formstoff zu sieben und damit von groben Bestandteilen zu befreien, um ihn anschließend für den Herstellungsprozess der nächsten Form-/Kernteile in hohem prozentualem Anteil wieder zu benutzen. Dabei verbleibt dann ein Anteil von in der Regel wenigen Zehntel Massenprozent Aktivator am Korn und wird neu im Mischer vor dem 3D-Printer mit weiterem Aktivator benetzt.

Manche Gußteile mit geringer oder keiner Toleranz gegenüber Gasfehlern erlauben keinen Einsatz von bereits vorher eingesetztem „Jobbox-Formstoff“.

Genau für solche Jobbox-Formstoffe wurde mit und für die sehr innovative Prototypen- und Kleinserien Leichtmetallgiesserei, Firma Becker CAD, CAM, CAST (Becker CCC) in Steffenberg-Quotshausen, eine Regenerierungsanlage konzipiert, entwickelt und in Betrieb genommen, die bereits verwendete Jobbox-Formstoffe weitgehend vom Aktivator befreit und damit in nahezu gleicher Qualität wie neuer Formstoff wieder einsetzbar macht.

Ralf Dehnert, der Leiter der Kleinserienfertigung bei Becker CCC hat die Aufgabe gestellt, konnte die notwendigen Prozessparameter genau definieren und hat die Prozesstechnik maßgeblich mitgeprägt.

Martin Dahlmann, zuständig für Spezialformstoffe bei Hüttenes Albertus (HA), hat sein Wissen zu dem bei Becker CCC verwendeten synthetischen Formstoff Cerabeads eingebracht und G U T Giesserei Umwelt Technik GmbH hat sich um die Anlagentechnik und das Anlagenkonzept gekümmert.

Es war schnell klar, dass nur ein thermischer Prozess in Frage kommt und daher wurde zunächst ein brauchbarer Ofen gesucht, der nicht mit fossilen Brennstoffen, sondern elektrisch beheizt wird. Die Wahl viel auf einen Klapprohr-Drehtrommelofen aus deutscher Herstellung, der alle Kriterien erfüllt. Durchgeführte Regeneriertest mit einem Versuchsofen beim Hersteller verliefen auf Anhieb erfolgreich; der versuchsweise regenerierte Jobbox-Formstoff konnte erfolgreich im 3D-Printer von Becker CCC wieder eingesetzt werden.

 

Die Anlage hat folgende, wesentlichen Bestandteilen:

  • Aufgabebereich für 4 Stück ca. 1m³ grosse Transportbehälter
  • Ofenbeschickungseinrichtung
  • Klapprohr-Drehtrommelofen
  • Fliessbettkühlsichter
  • Winkelbecherwerk
  • Vibrationssiebstation
  • Abgabebereich an ca. 1m³ grosse Transportbehälter

Die Durchsatzleistung beträgt 75 kg Formstoff pro Stunde.

Michael Becker, der geschäftsführende Gesellschafter von Becker CCC, glaubte an den Erfolg des Gesamtkonzepts und hat die finanziellen Mittel für den Prototypen bereitgestellt. Zu Recht, denn die Anlage läuft erfolgreich und regeneriert – an Werktagen rund um die Uhr im Semi-Automatikbetrieb Jobbox-Formstoff der problemlos im 3D-Printer wieder eingesetzt wird.

Ralf Dehnert, Becker CAD CAM CAST GmbH, www.beckerccc.com
Martin Dahlmann, Huettenes Albertus (HA), Düsseldorf, www.ha-group.com
Jens Müller-Späth, G U T Giesserei Umwelt Technik GmbH, Freudenberg, www.gut-gmbh.de


 

Firmeninfo

Giesserei Umwelt Technik GmbH (GUT)

Obere Hommeswiese 2-4
57258 Freudenberg
Germany

Telefon: +49 (0)2734 2809 0

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