Additive Fertigung poröser Gläser
Im Rahmen des Projekts ›Laserpore‹ erweiterte Lasermaschine ›RDX1000‹ zum selektiven Lasersintern (SLS) für die Herstellung poröser Glasformkörper (Quelle: EAH Jena)
Integrierter Hochtemperatur-Ofen verkürzt Laserbearbeitung. Pulsar Photonics, Herzogenrath, entwickelt eine maschinen- und softwarebasierte Lösung auf Basis der ›RDX1000‹-Lasermaschine zur Herstellung poröser Glasformkörper für Anwendungen als Filterelement. 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. Durch diese Entwicklung ist es möglich, Musterbauteile herzustellen sowie in Bauteilserien zu fertigen und die Laserbearbeitung auf wenige Minuten zu verkürzen.
Pulsar Photonics entwickelt 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 2D-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 Hochtemperatur-Ofen entwickelt, durch welchen vorzeitige Entmischungen sowie thermisch induzierte Spannungen im Glasformkörper vermieden werden. Durch ein verlangsamtes Abkühlen, welches durch die Vorwärmung erzielt wird, können die Bauteile zerstörungsfrei von der Bauplattform gelöst werden.
Auf Knopfdruck lassen sich bei entsprechend festgelegten Prozessparametern Glasformkörper herstellen. Diese können mit unterschiedlicher Dichte sowie Kavitäten millimeter- bis mikrometergenau produziert werden, abhängig vom eingesetzten Werkstoff, den Prozesszuständen und Einstellparametern. Ein nachgelagerter VYCOR-Prozess ermöglicht die weitere Bearbeitung der Bauteile, welcher durch die Universität Leipzig speziell für das SLS-Verfahren weiterentwickelt wurde. Die generierten porösen Glasbauteile können beispielsweise in den Filtersystemen der ITG Wismar eingesetzt werden.
Dr. Joachim Ryll, Gründer und Geschäftsführer der Pulsar Photonics GmbH erklärt: »Das gesamte Fertigungsverfahren basiert auf einem schichtweisen Aufbau der Glasformkörper und funktioniert ähnlich wie ein 3D-Druck von Metallbauteilen. Damit lassen sich mehrere Bauteile in einem Batch gleichzeitig aufbauen und komplexe innenliegende Strukturen sowie Oberflächen erzeugen.« Insbesondere zeichnet die Lösung ein in die Laser-Maschine integrierter Hochtemperatur-Ofen aus, der den spannungsfreien 3D-Druck von porösen Glasformkörpern ermöglicht.
Pulsar Photonics
52134 Herzogenrath