Sicheres Pulverhandling für die additive Fertigung

Mit den Piab piFLOW®p SMART Vakuumförderern kann das Pulver im Produktionsprozess optimal an die Systeme der additiven Fertigung (3D-Druck) transferiert werden, ohne dass die Mitarbeiter durch Partikel belastet werden. Dank der selbstlernenden Funktionen und der Intelligenz des Systems ist kein lästiges Einstellen und Testen erforderlich - es genügt, die Starttaste zu drücken.

Additive Fertigung oder 3D-Druck als eine der Zukunftstechnologien, um der steigenden Nachfrage nach personalisierten oder kundenspezifischen Produkten gerecht zu werden, sind heute in aller Munde. Ursprünglich als einfachere Lösung im Prototypenbau eingesetzt, werden mit dieser Technologie immer mehr Einzelstücke hergestellt. Obwohl es Standards für die Realisierung von Produkten setzt, sind viele Prozessschritte noch manuell. Dazu gehört insbesondere die Beladung der Produktionsanlagen mit dem entsprechenden Kunststoff- oder Metallpulver. Eine ergonomische Arbeitsplatzgestaltung ist erforderlich, um Rückenschmerzen von Mitarbeitern zu vermeiden, die die Behälter tragen und die den Partikeln ausgesetzt sind.

Der Einsatz von Vakuumfördertechnik schützt die Menschen, das Produkt selbst und die Umwelt. Als Zulieferer der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie ist Piab täglich mit diesem Thema konfrontiert und greift auf 40 Jahre Erfahrung zurück. Dementsprechend wurde der piFLOW®p SMART Vakuumförderer als geschlossenes System zur Lösung dieses Problems entwickelt. Filter im Saugförderer sowie zusätzliche Abluftfilter an der Vakuumpumpe verhindern, dass Feinstaub in die Arbeitsumgebung gelangt und die Mitarbeiter mit diesen Stoffen in Berührung kommen. Dies gewährleistet ein sauberes Arbeitsumfeld, in der die gesundheitliche Belastung so weit wie möglich reduziert wird. Gleichzeitig wird das Pulver vor Verunreinigungen durch Umwelteinflüsse mit entsprechendem Qualitätsverlust geschützt.

Da es immer wichtiger wird, sicherzustellen, dass Pulver und Granulate kontrolliert zu Dosier- und Mischanlagen gefördert werden, automatisiert die Autotuning-Funktion des neuen piFLOW®p SMART Vakuumförderers den Prozess der Pulver- und Schüttgutförderung. Basierend auf der bewährten COAX® Ejektortechnologie ist der piFLOW®p SMART mit fortschrittlichen Algorithmen vorprogrammiert, um komplexe manuelle Timereinstellungen zu eliminieren und ermöglicht so eine kontinuierliche adaptive automatische Feinabstimmung des Förderprozesses sowie der Rezeptverwaltung. Die Möglichkeit, sich selbständig auf unterschiedliche Anforderungen einzustellen, erhöht den Förderzyklus erheblich.  Ausgestattet mit modernster Sensorik, optimiert und erhöht er den Durchsatz um bis zu 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen. Die intelligente elektrische Steuerdatenerfassung und -analyse zur Gesamtprozessoptimierung und Echtzeitanpassung gehören zum Alltag.

Neben den branchenspezifischen Industrie 4.0-bezogenen Funktionen wie IO-Link und der Möglichkeit der Voreinstellung ist der neue piFLOW®p SMART Vakuumförderer mit weiteren Elementen ausgestattet, die eine einfachere und sicherere Handhabung des Produkts ermöglichen. Dazu gehören unter anderem automatische Filterabreinigung, Mehrfachfilterschock, Materialsicherheitsblockierung sowie antistatische Filter und Dichtungen auf Anfrage. Das System erkennt und verhindert auch eine Überfüllung bzw. Entleerung des Behälters. So kann das gesamte Füllvolumen des Behälters genutzt werden, was den Materialdurchsatz optimiert.

Die Produktionszeit im 3D-Druckprozess kann relativ lang sein und die aktiven Förderzeiten sind gering. Durch die automatische Abschaltung der Vakuumpumpe im Leerlauf ist der piFLOW®p SMART Vakuumförderer sehr energieeffizient, insbesondere im Vergleich zu mechanischen Pumpen, die im Leerlauf weiterlaufen müssen. Dadurch bleiben die Energiekosten für die automatische Zuführung und Befüllung gering. Alternativ ist auch denkbar, dass der Vakuumförderer auf einer mobilen Plattform mehrere 3D-Drucker mit dem gleichen Pulver versorgt.

Neben der Förderung von Neupulver werden die Vakuumförderer auch eingesetzt, um überschüssiges Pulver aus der Produktion wieder in den Produktionszyklus zurückzuführen. In diesem Fall wird das restliche Pulver mittels einer Saugförderung mit der Vakuumpumpe des Förderers aufgenommen und durch ein Sieb in einen Behälter entleert. Von dort aus wird das Pulver über den Vakuumförderer und einen Schlauch in den Produktionskreislauf zurückgeführt. Auf diese Weise wird der Kreislauf geschlossen, Ressourcen werden geschont und Verschwendungen vermieden. Das senkt die Kosten und schont die Umwelt.

Für Piab selbst ist die additive Fertigung als Produktionstechnologie sehr interessant. Bereits heute werden mit diesem Verfahren kundenspezifische Greifer für das Handling von Säcken bei der Verpackung von Lebensmitteln hergestellt. Insbesondere das Leichtbaupotenzial ist neben der individuellen Gestaltungsmöglichkeit ein großer Vorteil für Cobot-Anwendungen.