Recycling von additiv gefertigten Kuben aus Ti64
Die additive Fertigung mit Metallpulvern wird bei der Herstellung von Prototypen und Kleinserien eingesetzt. U.a. verhindern die hohen Kosten der Pulverherstellung derzeit einen Sprung in die Massenfertigung, weshalb das mechanische Recycling eine Option bietet, diese Materialkosten zu senken und somit die An-wendungsbreite der additiven Fertigung zu vergrößern. Der vorliegende Beitrag behandelt, ob durch Zerkleinerung und Klassierung ein einsatzfähiges Pulver für die additive Fertigung generiert werden kann. Dazu wurde in einem ersten Schritt geprüft, in welchen Größenfraktionen ein rezykliertes Pulver anfällt und welche Partikelformverteilungen erzeugt werden können. Für diese Überprüfung wurden Kuben aus Ti-6Al-4V in einer Hammermühle mit unterschiedlicher Intensität zerkleinert. Bereits durch diese einzelne Zerkleinerungsstufe könnten bis zu 50 Ma.-% in einer Zielfraktion kleiner 125 μm erzeugt wurden. Die Kornformverteilungen dieser Fraktion ähneln der von Frischgut, weshalb auf ein annähernd gleiches Fließ- und Verarbeitungsverhalten bei der additiven Fertigung geschlossen werden kann.
Die additive Fertigung findet bereits Einsatz in der Prototypenherstellung sowie in der Produktion von Kleinserien. Jedoch werden für die Massenproduktion weiterhin konventionelle Fertigungsmethoden verwendet, da der Einsatz von Metallpulvern unter anderen mit hohen Materialkosten verbunden ist. Hintergrund ist hier die Verwendung hochwertiger Legierungen, welche derzeit mittels Gasverdüsens hergestellt werden (DebRoy et al. 2018).
Das mechanische Recycling stellt eine Möglichkeit dar, die Materialkosten zu senken. Dahingehend stellen sich die Grundfragen nach erzielbaren Partikelgrößen- und Partikelformverteilungen sowie die Gewährleistung einer guten Fließcharakteristik. Die entsprechende Eigenschaftsfunktion wurde anhand von Bruchstücken additiv gefertigter Kuben aus Ti-6Al-4V untersucht. Ziel war, den Zusammenhang der Zerkleinerungsintensität mit der Partikelgrößen- und Partikelformverteilung sowie dem Fließverhalten modellhaft beschreiben zu können.
Es wurden additiv gefertigte Kuben der Legierung Ti-6Al-4V mit einer Kantenlänge von 10 mm verwendet, wobei ein Altpulver und Neupulver miteinander verglichen wurden. Neupulver stellt ein handelsübliches Pulver dar. Altpulver hingegen wurde bereits beim Drucken verwendet und war dabei Bestandteil des Pulverbetts, welches das zu druckende Bauteil umgibt. Nach der Herstellung wird dieses Pulverbett üblicherweise mittels Klassierung (< 125 μm) abgetrennt und das Feingut erneut zum Drucken ver-wendet. Durch die thermische Beanspruchung während des Druckprozesses ändern sich die Oberflächenmorphologie der Partikel sowie ihre Gefügestruktur (Gorsse et al.
2017, Das 2003, Ghods et al. 2020). Daher weist das Neupulver eine glatte, das Altpulver eine raue Oberfläche und entsprechende Unterschiede im Fließverhalten auf (Tang et al. 2015, Nandwana et al. 2016).
| Copyright: | © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben | |
| Quelle: | Recy & Depotech 2020 (November 2020) | |
| Seiten: | 4 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 2,00 | |
| Autor: | M.Sc. Robert Kratzsch  Dr.-Ing. Thomas Mütze Professor Dr.-Ing. Urs Alexander Peuker | |
| Artikel weiterleiten | In den Warenkorb legen
| Artikel kommentieren |
Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:
circPLAST-mr - Das österreichische Leitprojekt zum mechanischen Recycling von Kunststoffen
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (12/2024)
Es wird ein Überblick über das Leitprojekt circPLAST-mr, das österreichische Leitprojekt zum mechanischen Recycling von Kunststoffen, gegeben, in dem alle relevanten Prozessschritte untersucht werden. Hervorzuheben sind die prozessschrittübergreifenden Arbeitspakete, in denen die Digitalisierung entlang der Prozesskette sowie die LCA-orientierte Prozessgestaltung untersucht werden.
Verschleiß als wesentlicher Einflussfaktor auf die Leistungsfähigkeit eines Vor- und Nachzerkleinerers von festen Abfällen
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (12/2024)
Strengere Regeln in Bezug auf Recyclingquoten, sowie die Einschränkung von Deponierungsmöglichkeiten führen zu der Notwendigkeit mehr Abfälle zu behandeln und auch stofflich verwertbar zu machen.
Plastikpiraten erforschen die Müllverschmutzung von deutschen Flüssen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Im Citizen-Science-Projekt „Plastikpiraten“ zur Erforschung der Müllverschmutzung deutscher Fließgewässer werden bundesweit Jugendliche in den wissenschaftlichen Forschungsprozess integriert. Sie erheben Daten zur Müllverschmutzung an Flüssen. Diese werden wissenschaftlich ausgewertet und
publiziert.
Applicability of multivariate data analysis to improve the sorting degree of recycled polyethylene
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
The Circular Plastic Alliance Declaration of the European Commission targets the us-age of 10 million tons of recycled plastic per year into new plastic products in Europe by 2025 (European Commission 9/20/2019). To assist this objective this work focuses on the improvement of mechanical sorting of polyethylene (PE).
Statistische Betrachtung von Infrarot-Sensordaten in der Aufbereitung mit Relevanz zur Brandfrüherkennung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Neue Zündquellen erschweren zunehmend die Lagerung und Aufbereitung von Abfällen, insbesondere durch Akkumulatoren oder Batterien kommt es immer wieder zu großen Schäden in abfallverarbeitenden Unternehmen. Zudem ist davon auszugehen, dass sich in den nächsten Jahren die in Verkehr gesetzte Menge an Akkumulatoren und Batterien stark erhöhen wird. Ohne geeignete Messsysteme ist es kaum möglich, Brände frühzeitig zu erkennen. Um mit dem zunehmenden Brandrisiko umzugehen und um brandbezogenen Gefahren entgegenzuwirken wer-den daher IR-Messsensoren eingesetzt. Diese Sensoren werden an verschiedenen Stellen platziert, an denen erfahrungsgemäß mit hohen Temperaturen zu rechnen ist, wie beispielsweise nach Zerkleinerungsaggregaten und anderen Aggregaten mit mechanischer Beanspruchung. Sensoren werden aber auch eingesetzt, um das Material am Ende der Verarbeitung noch einmal zu kontrollieren, bevor es in das Output-Lager befördert wird. Der vorliegende Beitrag wertet die Messdaten von mehreren Anlagenstandorten aus und vergleicht diese. Ziel ist es, Trends in den Daten zu erkennen, um mögliche Maßnahmen abzuleiten. Die Datengrundlage umfasst die Temperaturen der einzelnen Messpunkte sowie gemessenen Maximaltemperaturen. Diese Datengrundlage wird mit qualitativen Daten ergänzt, welche neben dem Grund der Temperaturüberschreitung auch das Material klassifiziert. In diesem Zuge wird auch eine statistisch signifikante Abhängigkeit mit dem verarbeiteten Material hergestellt und auch mit den im Einsatz stehenden Zerkleinerungsaggregaten in Bezug gebracht. Der Ver-gleich der Anlagenstandorte dient dabei der Abschätzung des Risikos für restmüllaufbereitende Unternehmen. Die zu vergleichenden Anlagen weisen teilweise die gleichen Inputmaterialien auf, unterscheiden sich jedoch im jährlichen Durchsatz. Der zu betrachtende Inputstrom umfasst neben gemischten Siedlungsabfällen, Gewerbeabfälle und Sperrmüll.
