All Posts
Leitfäden

Erklärung der Neuzuführungsrate im SLS-3D-Druck

Der 3D-Drucker Fuse 1 für selektives Lasersintern (SLS) ermöglicht es Kunden, Teile in Industriequalität zu fertigen und ihre Fertigungsprozesse direkter zu kontrollieren. 

Eine Funktion mit der sie Kosten senken, Abfall reduzieren und die Effizient verbessern können, ist die Einstellung der Neuzuführungsrate. Nach einem Druckvorgang mit dem Fuse 1 kann nicht gesintertes Restpulver recycelt und erneut verwendet werden. Das schützt die Umwelt und reduziert die Materialkosten. Der Prozess mit dem das Pulver recycelt wird richtet sich nach der empfohlenen Neuzuführungsrate und wird von der Fuse Sift Universal-Pulverrückgewinnungsstation übernommen.  

In diesem Artikel erklären wir was diese Neuzuführungsrate bedeutet, wie sie sich auf Ihren Druckprozess mit dem Formlabs Fuse 1 auswirkt und wie der Fuse Sift und PreForm die Wiederverwertung des Pulvers einfacher macht als jemals zuvor. 

Was versteht man unter der Neuzuführungsrate?

Fuse 1 and Fuse Sift SLS 3D printer and post-processing, powder reclamation and nylon recovery unit

SLS-3D-Drucker sind in der Lage Drucke mit einer Mischung aus frischem neuem Pulver und recyceltem Pulver aus früheren Drucken durchzuführen. Die empfohlene Neuzuführungsrate ist der Anteil der neuen Kartusche, der mit neuem, unbenutztem Pulver „aufgefrischt“ wird. So besteht beispielsweise der erste Druck eines Nutzers ausschließlich aus völlig neuem Pulver und besitzt damit eine Neuzuführungsrate von 100 %. Ein Druck der vollständig aus Recyclingpulver besteht hätte wiederum eine Neuzuführungsrate  von 0 %. 

Das Recycling von Altpulver ist eine gute Möglichkeit, Abfall zu reduzieren und die Effizienz des Verfahrens zu steigern. Es stimmt zwar, dass die Kosten pro Teil umso niedriger sind, je niedriger die Neuzuführungsrate ist, allerdings kann die Verwendung von Recyclingpulver über zu viele Zyklen hinweg die Materialeigenschaften verschlechtern. Daher muss jeder Nutzer die Neuzuführungsrate für jede neue Kartusche unter Berücksichtigung mehrerer Faktoren festlegen.

Auswahl der richtigen Neuzuführungsrate

Bei der Entscheidung welche spezifische Neuzuführungsrate innerhalb des empfohlenen Bereichs verwendet werden sollte, sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. 

Wie viel Pulver ungesintert bleibt hängt von der Packungsdichte ab, d.h. davon, wie dicht die Teile in der Konstruktionskammer angeordnet sind. Ungesintertes Pulver wird in der Nachbearbeitung recycelt und kann in eine neue Kartusche gemischt werden.  

Um möglichst wenig Abfall zu produzieren sollten Packungsdichte und Neuzuführungsrate so genau wie möglich aufeinander abgestimmt sein. Wenn die in PreForm angegebene Druckdichte beispielsweise 30 % beträgt würde eine Neuzuführungsrate von 30 % dazu führen, dass kein Recyclingmaterial verwendet wird.  In diesem Fall wird das Pulver, das zu Teilen gesintert wurde, für den nächsten Druck durch neues, frisches Pulver ersetzt. Indem Sie sowohl die oben genannte Neuzuführungsrate als auch die Packungsdichte Ihrer Drucke berücksichtigen, können Sie das Pulver optimal ausnutzen und die Kosten pro Teil so niedrig wie möglich halten. 

Recommended Refresh Rates

Die Neuzuführungsrate wirkt sich auch auf einige Details der Oberflächenqualität aus. Wenn das Pulver viele Male recycelt wird und für den Druckaufbau niedrigere Neuzuführungsraten programmiert wurden als empfohlen kann es zu Oberflächenabweichungen der Teile kommen. Eine gleichmäßig glatte Oberfläche und feine Details werden mit einer höheren Neuzuführungsrate besser erreicht. 

Bei Teilen die eine hohe visuelle Attraktivität, feine Details oder perfekt glatte Oberflächen aufweisen müssen, sollten die Nutzer nicht von der empfohlenen Neuzuführungsrate abweichen. 

Geht es darum mechanisch einwandfreie Teile herzustellen, die kosmetisch nicht so perfekt sind, kann man mit mehreren Wiederverwendungszyklen bei einer etwas niedrigeren Neuzuführungsraten experimentieren, um mehr Pulver zu recyceln und die Kosten pro Teil zu senken. 

Je nach Anwendungsfall

Durch diese anpassbare Neuzuführungsrate können die Nutzer in verschiedenen Branchen den Arbeitsablauf wählen, der für sie am besten geeignet ist. Ein Ingenieur, der Hunderte von kleinen Magnetabdeckungen als Teil eines regelmäßigen Produktionslaufs herstellt, hat eine hohe Packungsdichte und kann eine höhere Neuzuführungsrate (mehr neues Pulver als Recyclingpulver) wählen weil er oder sie nicht viel ungesintertes Pulver aus früheren Durchläufen übrig hat, sodass bei der Befüllung einer neuen Kartusche kein Recyclingpulver verwendet werden kann. 

In einem anderen Szenario muss ein Produktdesigner vielleicht nur ein großes Teil pro Woche drucken. Die Packungsdichte ist gering (es bleibt viel ungesintertes Pulver um das Teil herum übrig) und er oder sie braucht nur einen groben Prototyp. Bei der Wahl einer niedrigeren Neuzuführungsrate (mehr Recyclingpulver als neues Pulver) bleiben die benötigten Materialeigenschaften erhalten, das gesamte Recyclingpulver aus einem früheren Druck lässt sich wieder verwenden und eventuelle Oberflächenfehler lassen sich in der Nachbearbeitung beheben. 

Printing Recommendations

PreForm, Packdichte und Neuzuführungsrate

Die Bestimmung der richtigen Neuzuführungsrate für Ihren Arbeitsablauf kann schwierig sein und sich im Laufe der Zeit je nach den Anforderungen Ihrer Projekte ändern. Formlabs hat Hilfsmittel für den Fuse Sift selbst sowie für PreForm und Dashboard entwickelt.

Sobald Sie eine Datei in Preform geladen haben zeigt die Software eine Übersicht des gesinterten und ungesinterten Pulvers sowie die geschätzte Packungsdichte für Ihren Auftrag an. Die Packungsdichte wird aus dem Gewicht des verbrauchten Pulvers und der Gesamtmenge des für den Druck benötigten Pulvers berechnet, nicht aus den Volumenanteilen.  Mit dieser Aufgliederung können Sie die Packungsdichte ändern, mit dem Hinzufügen weiterer Teile zum Druckauftrag warten, die Kosten pro Teil bestimmen oder die Neuzuführungsrate ändern, um mehr oder weniger Recyclingpulver zu verwenden.  

Formlabs ist bemüht, den Arbeitsablauf von Fuse 1 und Sift so effizient wie möglich zu gestalten, und hat einen aktualisierten Packalgorithmus veröffentlicht, der den Nutzern hilft, die höchstmögliche Packdichte für ihre Konstruktionskammern zu erreichen. Im internen Einsatz reduzierte der neue Verpackungsalgorithmus die durchschnittliche Vorbereitungszeit für Aufträge auf dem Fuse 1 um 73 % und ersparte der Druckerei Formlabs Berlin drei Stunden Arbeitszeit pro Tag.

Arbeitsablauf mit Fuse Sift

Bei vielen herkömmlichen SLS Systemen müssen die Nutzer das Pulver vor dem Druck manuell wiegen und sortieren, um das gewünschte Verhältnis einzustellen. Eventuelle Effizienzgewinne durch das Pulverrecyclingverfahren werden durch diesen arbeitsintensiven und zeitaufwändigen Wiegevorgang wieder zunichte gemacht. Formlabs hat mit dem Fuse Sift, der Nachbearbeitungs- und Pulverrückgewinnungsstation für den Fuse 1, eine End-to-End-Lösung für den Arbeitsablauf geschaffen.

The Fuse Sift's interactive touch screen enables custom refresh rate, automated powder mixing, powder reclamation, and recycling.
The Fuse Sift's automated powder recycling, reclamation, mixing, and storage container to automate your workflow
Mixing refreshed powder with recycled powder is made easy by the Fuse Sift

Nach Ende eines Druckvorgangs auf dem Fuse 1 entnimmt der Nutzer die Pulverkartusche und setzt sie in die Fuse Sift ein, sodass sie den Pulverkuchen auf eine abgedeckte Arbeitsfläche abgibt. Das ungesinterte Pulver wird in einen Einfülltrichter gesiebt und wartet dort auf die Mischphase. Der Nutzer stellt die gewünschte Neuzuführungsrate auf dem Touchscreen des Fuse Sift ein und der Anteil des neuen und Recyclingpulvers wird automatisch in die neue Pulverkartusche dosiert. Der Mischer an der Seite des Fuse Sift kann dann mit einer frisch dosierten Kartusche beladen werden, die automatisch gemischt wird, sodass er für den Druck in den Fuse 1 übertragen werden kann.

Choose a refresh rate

Obwohl die Verwendung einer Mischung aus neuem und Recyclingpulver nicht nur bei dem Fuse 1 möglich ist, hat Formlabs den Prozess einfacher und effizienter gestaltet als bei jedem anderen SLS-Drucker. Bei jedem Schritt des Druck- und Nachbearbeitungsprozesses wird den Nutzern die Menge des gesinterten und ungesinterten Pulvers sowie die Packungsdichte angezeigt, sodass sie fundierte Entscheidungen bei der Auswahl einer für ihre Bedürfnisse geeigneten Neuzuführungsrate treffen können. 

Formlabs empfiehlt für jedes Material bestimmte Neuzuführungsraten, erlaubt aber auch etwas niedrigere Neuzuführungsraten und hat Richtlinien zu deren angemessener Verwendung bereitgestellt. Mit diesen Richtlinien und den Automatikfunktionen des Fuse Sift sind Nutzer des Fuse 1 in der Lage unter Produktionsbedingungen effizient und kostengünstig zu drucken.