Energieeffiziente additive Fertigung durch Rezirkulation von Pulvermaterial und Energieströmen, Teilvorhaben: Entwicklung einer permanenten Pulverüberwachung bei einer inerten Pulverförderung inklusive einer zuverlässigen Pulverdosierung

Description: Dieses Vorhaben avisiert ein energieeffizientes Technikumsanlage für optimale Metall-Pulver- und Inertgasaufbereitung für die additive Fertigung mit kontinuierlicher Überwachung und Regelung der Prozesse sowie normgerechte Dokumentation, sodass es allerhöchste Anforderungen aus der Produktion für Klasse-1-AM-Bauteile erfüllt und gleichzeitig den Anforderungen an eine signifikante Reduktion des Endenergieverbrauchs und des CO2-Footprints gerecht wird sowie zur Ressourcenschonung beiträgt. Erstmalig wird durch eine lückenlose Qualitätsüberwachung der Güte des Pulvers und der Anlagenumgebung, unter anderem im Sinne der Sicherheit und Effizienz, kontinuierlich kontrolliert, geregelt und dokumentiert. Im Sinne der Endenergieverbrauchsreduktion soll die Nutzung des bereits hergestellten Pulvers (insbesondere Titan) für die additive Fertigung maximiert werden. Aktuell wird das Material für hochbeanspruchte Bauteile, wie es beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt wird, nur 1 bis fünfmal rezykliert. Das heißt, dass ein Großteil, des Pulvers, nicht mehr für die Fertigung solcher Teile zur Verfügung steht, sondern entsorgt wird, da es den hohen Anforderungen nicht mehr genügt und durch Neupulver ersetzt werden muss. Die Herstellung des Neupulvers verbraucht mit etwa 25 MJ/kg ca. das 20 bis 30- fache der Energie gegenüber einer Aufbereitung des Pulvers mit Hilfe der geplanten Anlage. In dem Teilvorhaben soll eine Permanentpulverüberwachung und Pulverförderung ohne strömungsbedingte Entmischung des Pulvers unter inerter Atmosphäre entwickelt werden. Da für eine solche Förderung eine kontinuierliche und zuverlässige Bereitstellung von Pulver erforderlich ist, werden verschiedene Dosiermöglichkeiten für Metallpulver evaluiert und/oder weiterentwickelt. Zusätzlich soll die Überwachung und Förderung unter inerter Atmosphäre geschehen. Dazu sind neue Lösungen zu entwickeln, da vorhandene Lösungen nicht ausreichend gasdicht sind und somit zu einem enorm hohen Gasverbrauch führen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Titan ? Zusatzstoff ? CO2-Fußabdruck ? Endenergieverbrauch ? Aufbereitungsanlage ? Energie ? Produktionstechnik ? Monitoringprogramm ? Anlagenbau ? Atmosphäre ? Raumfahrt ? Ressourcenschonung ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• assonic Dorstener Siebtechnik GmbH (Betreiber*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development of a permanent powder monitoring system for inert powder conveying, including reliable powder dosing
  Description: This project aims at an energy-efficient pilot plant for optimal metal powder and inert gas processing for additive manufacturing with continuous monitoring and control of the processes as well as standard-compliant documentation, so that it meets the highest production requirements for class 1 AM components and at the same time fulfills the requirements for a significant reduction of the final energy consumption and the CO2 footprint as well as contributes to the conservation of resources. For the first time, the quality of the powder and the plant environment is continuously monitored, controlled and documented, among other things in the interests of safety and efficiency. In terms of final energy consumption reduction, the use of the already produced powder (especially titanium) for additive manufacturing is to be maximized. Currently, the material for highly stressed components, such as those used in aerospace, is recycled only 1 to five times. This means that a large part of the powder is no longer available for the production of such parts, but is disposed of because it no longer meets the high requirements and must be replaced by new powder. The production of the new powder consumes about 25 MJ/kg, which is 20 to 30 times more energy than the preparation of the powder with the help of the planned plant. In the subproject, a permanent powder monitoring and powder conveying system without flow-related segregation of the powder under an inert atmosphere is to be developed. Since such a conveying system requires a continuous and reliable supply of powder, various dosing options for metal powder will be evaluated and/or further developed. In addition, monitoring and conveying under inert atmosphere shall be done. New solutions must be developed for this, since existing solutions are not sufficiently gas-tight and thus lead to enormously high gas consumption. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1127761

Status

Aktiv

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