15 Mrz Additive Fertigung poröser Gläser
Pulsar Photonics entwickelte eine maschinen- und softwarebasierte Lösung zur additiven Herstellung poröser Glasformkörper für Anwendungen als Filterelement. Das Unternehmen entwickelte die Maschinensoftware Photonics Elementes (PE) für Anwendungen in der Laser-Mikrobearbeitung. PE verfügt über spezialisierte Softwarefunktionen für die schichtweise Prozessführung mit Scanner- und Achssystemen und nutzt eine Bibliothek integrierter Laserstrahlquellen. Mithilfe eines Volumenmodells oder einer 2-D-Geometrie lassen sich Laserjobs leicht parametrisieren. Die Ablauf- und Zustandssteuerung des Prozesses ist in einem Software-Rezept hinterlegt und kann so die Komplexität je nach Benutzerlevel weiter reduzieren.
Die Weiterentwicklung der Prozesskammer ermöglicht die additive Fertigung unter definierten Umgebungsbedingungen. Hierzu wurde ein Hochtemperaturofen entworfen, durch den vorzeitige Entmischungen sowie thermisch induzierte Spannungen im Glasformkörper vermieden werden. Ein verlangsamtes Abkühlen, das durch die Vorwärmung erzielt wird, lassen sich die Bauteile zerstörungsfrei von der Bauplattform lösen. Das maximale Bauteilevolumen beträgt 50 (D) x 150 (H) mm2, die minimale Schichtdicke ≤ 50 µm und die Aufbauraten pro Schicht erreichen 10 mm³/min bis > 100 mm³/min.
Im Rahmen von Laserpore erweiterte Lasermaschine RDX1000 zum selektiven Lasersintern (SLS) für die Herstellung poröser Glasformkörper. Bild: EAH Jena
Auf Knopfdruck können bei entsprechend festgelegten Prozessparametern Glasformkörper hergestellt werden. Diese können mit unterschiedlicher Dichte sowie Kavitäten im Millimeter- bis Mikrometerbereich produziert werden, abhängig vom eingesetzten Werkstoff, den Prozesszuständen und Einstellparametern. Ein nachgelagerter Vycor-Prozess ermöglicht die weitere Bearbeitung der Bauteile, der durch die Universität Leipzig speziell für das selektive Lasersintern (SLS) weiterentwickelt wurde. Die generierten porösen Glasbauteile können beispielsweise in den Filtersystemen der ITG Wismar eingesetzt werden.
„Das gesamte Fertigungsverfahren basiert auf einem schichtweisen Aufbau der Glasformkörper und funktioniert ähnlich wie ein 3-D-Druck von Metallbauteilen“, erklärt Dr. Joachim Ryll, Gründer und Geschäftsführer von Pulsar Photonics. „Damit lassen sich mehrere Bauteile in einem Batch gleichzeitig aufbauen und komplexe innenliegende Strukturen sowie Oberflächen erzeugen. Einzigartig macht unsere Lösung ein in die Laser-Maschine integrierter Hochtemperaturofen, der den spannungsfreien 3-D-Druck von porösen Glasformkörpern ermöglicht.“
Die Maschinenlösung entstand im Rahmen des Forschungsprojekts Laserpore in enger Zusammenarbeit mit der Ernst-Abbe-Hochschule (EAH) in Jena, der Universität Leipzig und der ITG Wismar und wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
Quelle: www.pulsar-photonics.de
Bild: EAH Jena
Kooperationspartner: www.eah-jena.de
