QualiPow: Pulverqualität für die metallische Additive Fertigung – EFRE-Verbundprojekt
Im EFRE-Verbundprojekt „QualiPow“ entwickeln wir eine innovative Prüfmethodik zur Qualitätsbeurteilung von Pulvern für die metallische Additive Fertigung. Im Fokus stehen Metallpulver wie Titan, Stahl oder Aluminium, die beispielsweise in LPBF- und SLM-Prozessen eingesetzt werden. Ziel ist es, Fremdpartikel, Agglomerate und kontaminierte Pulveranteile zuverlässig zu erkennen und perspektivisch gezielt zu entfernen. Bereits kleinste Verunreinigungen können zu Poren, Bauteilfehlern, Prozessinstabilität oder Ausschuss führen.
Im Projekt entstehen dafür zentrale Funktionseinheiten: eine präzise Pulverdosierung und -vereinzelung, geeignete Förder- und Handhabungstechnik sowie eine optische Detektionseinheit mit hochauflösender Kameratechnik und intelligenter Bildauswertung im Mikrometerbereich. Ziel ist eine zukünftige Inline-Qualitätskontrolle und eine standardisierte Bewertung von Metallpulvern – insbesondere auch für die Wiederaufbereitung und Wiederverwendung von Pulvermaterial.
Der Beitrag der Anlagenbau Fehrmann GmbH liegt im Bereich der gezielten Entfernung kontaminierter Partikel. Auf Basis der optischen Auswertung werden Verunreinigungen im Größenbereich von etwa 10 bis 70 µm lokalisiert. Eine Vakuumkanüle, geführt auf einer präzisen Linearachse, fährt die berechnete Position an und entfernt die betroffenen Partikel selektiv aus dem Pulverstrom.
Im Anschluss an die Fremdpartikelentfernung wird das verbleibende, als „gut“ klassifizierte Pulver durch eine eigens entwickelte Erfassungsdüse vollständig von der Prozessoberfläche abgesaugt und in einen separaten Behälter überführt. Dieses Konzept ermöglicht eine klare Trennung von kontaminiertem und wiederverwendbarem Material und schafft die Grundlage für einen wirtschaftlichen und sicheren Pulverkreislauf.
Die Ergebnisse adressieren zentrale Anwendungsfelder der metallischen Additiven Fertigung:
• Luft- und Raumfahrt: höchste Anforderungen an Materialreinheit und Prozesssicherheit
• Medizintechnik: zuverlässige Qualität für Implantate und patientenspezifische Bauteile
• Automobil- und Maschinenbau: stabile Serienprozesse und reduzierte Ausschussraten
• Pulverhersteller und Anwender: Chargenprüfung, Dokumentation und Qualitätssicherung
• Recycling von Metallpulvern: wirtschaftliche Nutzung durch sichere Wiederverwendung
Projektpartner
• Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU), Chemnitz
• Technische Universität Chemnitz, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung
• Anlagenbau Fehrmann GmbH, Brandis
• Nahrungsgütertechnik e.K., Chemnitz
Das Vorhaben wird kofinanziert von der Europäischen Union und dem Freistaat Sachsen.
Finanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).