Unter Inertisierung versteht man das Entfernen von Luft aus einem geschlossenen Raum, indem sie durch ein Inertgas ersetzt wird. Beim SLS-3D-Druck wird als Inertgas in der Regel Stickstoff verwendet. SLS-Polymere neigen zur Oxidation, wenn sie über einen längeren Zeitraum hinweg erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. Die Begrenzung der Oxidation verbessert die Materialeigenschaften der Druckteile und ermöglicht das Drucken mit einer geringeren Neuzuführungsrate.

Beim Drucken mit Nylon 11 in einer Stickstoffatmosphäre können Sie beispielsweise mit einer Neuzuführungsrate von 30 % Teile mit höherer Duktilität drucken als bei einer Neuzuführungsrate von 50 % in einer Luftatmosphäre.

Der Fuse 1+ 30W ist mit einer verschlossenen Kammer ausgestattet, in der ein partieller Überdruck herrscht, um eine niedrige Sauerstoffkonzentration beim Drucken in einer Inertgasatmosphäre zu gewährleisten. Der Fuse 1+ 30W umfasst Rohrleitungen, Sensoren und Steuerungen, die ein Plug-and-play-Kontrollverfahren für die Inertisierung ermöglichen. Der Fuse 1+ 30W kann Stickstoff nicht selbst generieren, sodass eine externe Stickstoffquelle erforderlich ist, wenn eine Inertisierung gewünscht wird.

Stickstoff kann in verschiedenen Formen bereitgestellt werden, beispielsweise in Form von Druckgasflaschen, Flüssigstickstoffbehältern oder durch Stickstoffgeneratoren.

Stickstoffquellen, die die folgenden Anforderungen erfüllen, sind für die Verwendung mit dem Fuse 1+ 30W geeignet:

• Konzentration: 99,5 % oder mehr
• Durchfluss: 0,5 SCFM oder mehr
• Druckbereich: 36–125 psi
• Gastemperatur am Maschineneinlass: 18 °C oder mehr

Weitere Informationen über die Beschaffung von Verbrauchsmaterialien finden Sie im Supportartikel Von Formlabs genehmigte Vertriebspartner für Verbrauchsmaterialien (SLS). In der nachstehenden Tabelle sind die Kompromisse zwischen den Optionen zusammengefasst:

Stickstoffgeneratoren

Stickstoffgeneratoren wandeln eine Druckluftquelle in einen Strom von hochreinem Stickstoffgas um, wobei der größte Teil des Sauerstoffs entfernt wird. Der daraus resultierende Stickstoffstrom kann als Stickstoffquelle für den Fuse 1+ 30W dienen. Ein Hauptvorteil des Einsatzes von Stickstoffgeneratoren ist, dass keine Stickstoffquellen in Flaschen ausgetauscht oder nachgefüllt werden müssen.

Druckluftkompressoren können bei der Inbetriebnahme einen hohen Stromverbrauch haben und sollten über einen vom Drucker getrennten Stromkreis versorgt werden, um Druckunterbrechungen zu vermeiden.

Formlabs empfiehlt die Verwendung eines dedizierten Druckluftkompressors oder eines Kompressors mit ausreichender Kapazität, um Druckabfälle zu vermeiden, wenn andere Geräte während des Drucks verwendet werden. Die einem Stickstoffgenerator zugeführte Druckluft muss gefiltert werden, um Feuchtigkeit, Öl und Partikel zu entfernen.

Empfohlene Stickstoffgeneratoren und zugehörige Anschlüsse finden Sie im Supportartikel über von Formlabs genehmigte Händler für Verbrauchsmaterialien. Die aufgeführten Anschlüsse sind mit dem empfohlenen Stickstoffgenerator HSS-7 oder HSS-3 von Holtec Gas Systems kompatibel. Die Anschlüsse umfassen:

1. Schnelltrennkupplung für Luft (1x): Schnelltrennkupplungen ermöglichen eine einfache Einrichtung. Beachten Sie, dass für kleinere Kompressoren in der Regel ¼”-Anschlüsse verwendet werden, während für Kompressoren mit größerer Leistung größere Anschlüsse Verwendung finden könnten. Überprüfen Sie Ihren Kompressor, um sicherzustellen, dass die Schlauch- und die Anschlussgröße kompatibel sind.
2. Schnelltrennanschluss für Druckluftschläuche (2x): Mit den Schnelltrennanschlüssen lassen sich die Druckluftschläuche leicht an den Druckluftkompressor und den Drucker anschließen. Die Schlauchanschlüsse werden an zwei separate Druckluftschläuche mit Gewinde angeschlossen.
3. EPDM-Druckluftschlauch (2x; 3x bei Verwendung eines externen Druckluftfilters): Die Druckluftschläuche verbinden den Druckluftkompressor mit dem Stickstoffgenerator und den Stickstoffgenerator mit dem Stickstoffeinlass des Druckers. Wenn Sie einen externen Druckluftfilter verwenden, sind drei Druckluftschläuche erforderlich.
4. Druckluftfilter (1x, falls zutreffend): Die einem Stickstoffgenerator zugeführte Druckluft muss gefiltert werden, um Feuchtigkeit, Öl und Partikel zu entfernen. Wenn Ihr Druckluftkompressor bereits mit einem Filter ausgestattet ist, benötigen Sie keinen zusätzlichen externen Filter. Der Filter muss vor dem Stickstoffgenerator geschaltet sein.
5. Gewindedichtband: Verwenden Sie Gewindedichtband, um eine luftdichte Verbindung für alle Gewindeverbindungen sicherzustellen.
6. Stickstoffgenerator: Formlabs hat den Stickstoffgenerator HSS-7 von Holtec Gas Systems getestet. Jeder andere Stickstoffgenerator, der die erforderliche Stickstoffzufuhr liefern kann, ist ebenfalls zulässig. Wenn Sie andere Stickstoffgeneratoren verwenden, vergewissern Sie sich, dass die Anschlüsse mit Ihren Schläuchen und ggf. Adaptern kompatibel sind.

Das folgende Diagramm zeigt, wie die oben genannten Komponenten zusammengebaut werden, um den Fuse 1+ 30W erfolgreich mit Stickstoff zu versorgen, beginnend mit einem Druckluftkompressor (jetzt abgebildet). Beachten Sie, dass die Punkte im gestrichelten Kästchen nicht erforderlich sind, wenn Ihr Druckluftkompressor bereits mit einem Filter ausgestattet ist.

Die Abbildung unten zeigt die Position des Stickstoffeinlasses am Fuse 1+ 30W. Wie Sie sehen, ist der mitgelieferte Schnelltrennanschluss installiert.

Stickstoffflaschen, Dewargefäße und Tanks

Stickstoff kann dem Fuse 1+ 30W auch aus Stickstoffbehältern wie Druckgasflaschen, Flüssigstickstoff-Dewargefäßen oder Micro-Bulk- oder Bulk-Behältern zugeführt werden. Welche Option die beste ist, hängt vom Druckvolumen, dem Budget und den Anlagen ab. Nutzen Sie den von Airgas entwickelten Formlabs-Gasrechner, um die für Sie beste Stickstoffoption zu ermitteln.

Stickstoffflaschen sind eine kostengünstige Möglichkeit, mit dem Drucken in einer Inertgasatmosphäre zu beginnen, ohne in einen Kompressor und einen Stickstoffgenerator zu investieren. Großbestellungen können für hohe Druckauflagen in Produktionsumgebungen ebenfalls eine kostengünstige Option sein.

Bei Verwendung von Druckgasquellen für Stickstoff ist am Ausgang der Druckgasquelle ein Regler zu installieren, um den Stickstoffdruck auf den Einlassbereich des Fuse 1+ 30W zu senken.

Bei Verwendung von Flüssigstickstoffquellen einen Verdampfer am Ausgang der Flüssigstickstoffquelle installieren, um diesen in ein Gas umzuwandeln, das als Zufuhr für den Fuse 1+ 30W verwendbar ist.

Der Fuse 1+ 30W verfügt über die Möglichkeit, Stickstoff als Inertgasatmosphäre in der Druckkammer zu verwenden. Die inerte Stickstoffatmosphäre verhindert die Oxidation des Kunststoffpulvers.

Der Fuse 1+ 30W verfügt über zwei atmosphärische Kontrollmodi:

• Luftmodus: Die Atmosphäre des Druckgehäuses besteht aus atmosphärischer Luft.
• Stickstoffmodus: Das Druckgehäuse wird mit einer Stickstoffgaszufuhr gespült.

So bereiten Sie den Fuse 1+ 30W für den Druck mit einer Inertgasatmosphäre vor:

1. Schließen Sie die Stickstoffzufuhr an die Stickstoffschnittstelle auf der Rückseite des Druckers an.
2. Bestätigen Sie, dass der Druck der Stickstoffzufuhr zum Fuse 1+ 30W zwischen 248 und 862 kPa liegt und die Durchflussrate mindestens 14 L/min beträgt.
3. Falls Sie eine Stickstoffversorgung über Gasflaschen oder Flüssigstickstoff verwenden, stellen Sie sicher, dass für den Druckvorgang genügend Stickstoff vorhanden ist. Beim Drucken unter Inertgasatmosphäre benötigt der Drucker ca. 14 L Stickstoffgas pro Minute.
4. Tippen Sie auf das Druckersymbol in der linken Seitenleiste, um den Bildschirm Druckerstatus aufzurufen. Stellen Sie Nitrogen System (Stickstoffsystem) auf ON (EIN).
5. Vergewissern Sie sich, dass auf dem Touchscreen „N₂ Mode“ (Stickstoffmodus) angezeigt wird und dass sowohl der Eingangsdruck als auch der Ventildruck im richtigen Bereich liegen.

So stellen Sie den Ventildruck ein:

1. Tippen Sie auf das Druckersymbol in der linken Seitenleiste, um den Druckerstatusbildschirm aufzurufen.
2. Unter Nitrogen System (Stickstoffsystem), Valve Pressure (Beißventildruck) tippen. Das Fenster Nitrogen Setup (Stickstoffeinstellungen) wird geöffnet.

6. Wenn der Stickstoffdruck ausreichend eingestellt ist, tippen Sie auf Done (Fertig).
7. Schließen Sie die IR-Sensorklappe.

Eine erhebliche Gefahrensituation kann entstehen, wenn eine Stickstoffquelle falsch angeschlossen oder eingestellt ist und der Stickstoff den vorhandenen Sauerstoff in dem Raum, in dem sich der Drucker befindet, verdrängt. Der Sicherheitsbeauftragte Ihres Unternehmens sollte eine Sicherheitsbewertung durchführen, um die ordnungsgemäße Einrichtung und den sicheren Betrieb des Stickstoffsystems zu gewährleisten.