Trocknung anorganischer Pulver mit Vakuum und Kältetechnik

Für die Herstellung von Werkzeugen mittels additiver Fertigung (3D-Druck) ist sehr trockenes Metallpulver erforderlich. Um dies zu erreichen, wird das Pulver mit einer Kombination von Vakuum und Kühlung getrocknet. Dieses Verfahren ermöglicht eine effektive und gleichmäßige Trocknung bei niedrigen Temperaturen. Mit Hilfe einer Schutzatmosphäre aus Inertgas kann das Metallpulver anschließend vor einem Feuchtigkeitseintrag oder einer Reaktion mit der Umgebungsluft geschützt werden.

Vakuumtrocknung verbessert schwankende Metallpulverqualitäten der Pulverhersteller

Mittels Vakuumverfahren können alle anorganischen Pulvermaterialien getrocknet werden, z.B. Metallpulver wie Aluminium-, Titan- und Werkzeugstahllegierungen. Dazu wird am Metallpulver anhaftendes Wasser bei niedrigen Temperaturen und Drücken verdampft (sublimiert). Während einer Vakuumtrocknung müssen im gesamten zu trocknenden Metallpulver ein Vakuum sowie gleichmäßig niedrige Temperatur hergestellt werden. Nur so wird eine konstant hohe Qualität der Werkstücke erreicht.

Metallpulvertrocknung im hermetisch abgeriegelten System

Bei der Vakuumtrocknung saugt eine Vakuumpumpe die feuchte Luft aus dem Trocknungsbehälter. Mit Hilfe einer Kältemaschine wird das Metallpulver im Trocknungsbehälter auf eine Temperatur gekühlt, die ausreichend niedrig für die Trocknung ist. Unter ständigem Rühren wird anschließend so lange getrocknet, bis die gewünschte Feuchtigkeit erreicht ist. Für eine effektive Trocknung müssen sowohl der Luftdruck im System als auch die Temperatur kontinuierlich reguliert werden. Moderne Vakuumtrockner sind mit umfangreicher Sensorik und Automatikprogrammen ausgestattet, die diese Prozessschritte vollautomatisch regeln.

Vom Einfüllen in den Pulvertrockner bis zum Abfüllen in den Lagerbehälter durchläuft das Metallpulver ein System, das hermetisch gegen die Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist. Dadurch wird vermieden, dass es Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnimmt. Leistungsfähige Metallpulvertrockner trocknen das Pulver auf eine Restfeuchte von wenigen ppm (parts per million). Trotz seiner hohen Wirksamkeit ist die Vakuumtrocknung ein sehr zeitsparender Prozess.

Argon erzeugt Schutzatmosphäre für sichere Lagerung

Beim Abfüllen des getrockneten Metallpulvers kann mit Hilfe von Argon eine Schutzatmosphäre hergestellt werden. Argon ist schwerer als Luft und legt sich direkt über das getrocknete Pulver, sodass dieses nicht mit der Umgebungsluft reagieren oder Feuchtigkeit aufnehmen kann. Argon selbst ist ein Edelgas und reagiert nicht mit dem Metallpulver. Um Metalloxidationen zu verhindern, kommt Argon auch in additiven Fertigungsprozessen zum Einsatz.

Mit leistungsfähigen Vakuumtrocknern kann Metallpulver getrocknet werden, ohne seine Materialeigenschaften zu beeinträchtigen. Dadurch verbessert sich die Fließfähigkeit des Pulvers. Zudem werden Lufteinschlüsse im fertigen Werkstück reduziert, was höhere Materialdichten ermöglicht. Darüber hinaus ist die Vakuumtrocknung zeitsparend und ermöglich kurze Taktzeiten.

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