3D-Druck mit Kunststoffen  Geschlossene Prozesskette für die additive Serienproduktion

AM Solutions erweitert sein Portfolio für die Nachbearbeitung im Polymer-3D-Druck zu einem durchgängigen Kreislauf. Zwei neue Systeme automatisieren die Rückführung des aufbereiteten SLS-Pulvers in den Druckprozess und schließen damit die bislang bestehende Lücke zwischen Pulveraufbereitung und Druckerbefüllung. 

Mit der Auspackstation D1 und dem Powder Handling System F1 bietet AM  Solutions bereits Lösungen für das automatisierte Auspacken sowie das Sieben, Mischen und auch das entsprechende Konditionieren (Befeuchten) von Polymerpulver. Bislang blieb jedoch ein Prozessschritt weitestgehend manuell: Das in der F1 aufbereitete Pulver musste über einen Adapter und von Hand in die Drucksysteme eingefüllt werden. 

Gerade in Produktionsumgebungen mit mehreren Anlagen bedeutete dieser Arbeitsschritt zusätzlichen Aufwand und brachte einen vermeidbaren Kontakt der Mitarbeitenden mit dem Pulver mit sich. Entsprechend groß war der Bedarf nach einer durchgängigen Automatisierung der Pulverlogistik.

AM Solutions automatisiert die Pulverversorgung

Mit den neu entwickelten Pulvermanagement-Systemen PMS und DFS schließt AM Solutions nun diese Prozesslücke. Die Systeme erweitern den bestehenden Workflow aus D1 und F1 zu einem durchgängigen, automatisierten Pulverkreislauf und schaffen die Voraussetzungen für eine laut Hersteller effizientere und skalierbare Serienfertigung im Kunststoff-3D-Druck. 

Nach dem Druck werden die Bauteile in der D1 automatisiert ausgepackt. Das zurückgewonnene Pulver wird anschließend in der F1 mit Neupulver gemischt, gesiebt und konditioniert. Von dort gelangt es entweder über das Direct Feeding System (DFS) direkt zurück zu einem Drucker oder über das Powder Management System (PMS) automatisiert zu mehreren Druckern.

So entsteht ein durchgängiger Materialkreislauf vom Druckprozess über das Auspacken und die Pulveraufbereitung bis zur erneuten Versorgung der Drucker. Der manuelle Kontakt mit dem Pulver entfällt vollständig, der Bedienaufwand sinkt und Prozesssicherheit, Arbeitsschutz sowie Wirtschaftlichkeit werden nachhaltig verbessert. Insbesondere in Produktionsumgebungen mit mehreren Drucksystemen schafft die automatisierte Pulverversorgung die Voraussetzungen für eine effizientere und skalierbare Serienfertigung.

AdditivX | 26. Januar 2027

Additive Fertigung als Werkzeug für Supply Chain, Produktion und Service

Die Tagung soll zeigen, wie Kunststoff- und auch Metall-3D-Druck als strategisches Werkzeug für Ersatzteile eingesetzt werden kann – unabhängig von der Branche. Im Mittelpunkt stehen Materialien, Prozesse, Wirtschaftlichkeit und Integration in bestehende Produktions- und Instandhaltungsstrukturen auch aus weiteren Bereichen der additiven Fertigung.

Schwerpunkte der Veranstaltung:

• Additive Transformation @ Daimler Truck & Buses (Keynote)

• Welche material- und prozesstechnischen Anforderungen muss ein Hochleistungswerkstoff in der additiven Fertigung erfüllen?

• Digitales Ersatzteillager: Fiktion oder Realität?

• Regulatorisches

• Highlight: Führung durch das SKZ Technikum

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Direkte automatisierte Pulverzufuhr 

Das DFS wurde für die direkte Versorgung eines einzelnen Eos SLS-Druckers entwickelt (SLS = selektive Lasersintern). Gemeinsam mit der AM Solutions F1 automatisiert es die Pulverzufuhr. Die F1 stellt das aufbereitete Pulver bereit, während das DFS als Ventil- und Verteilereinheit die kontrollierte Befüllung des Druckers aus der angeschlossenen Polybox, in welcher das Pulver ruht, übernimmt. Die direkte Anbindung erfolgt über eine fest installierte Rohrleitung, sodass das Pulver ohne zusätzliche manuelle Zwischenschritte in den Fertigungsprozess zurückgeführt wird.

Dabei nutzt das DFS die vorhandenen Komponenten der F1. Zusätzliche Steuerungen, Pulverpumpen oder Medienversorgungen sind nicht erforderlich. Die Anlagensteuerung übernimmt automatisch den Wechsel zwischen dem Befüllen der Polybox und der direkten Versorgung des Drucksystems, wodurch sich der Automatisierungsgrad weiter erhöht.

Für eine hohe Prozesssicherheit sorgt ein hochwertiges, geerdetes Aluminium-Rohrsystem mit optimierten Rohrbögen, das einen zuverlässigen Materialtransport auch über Distanzen von bis zu 15 Metern ermöglicht. Die steckbare Verrohrung lässt sich flexibel an unterschiedliche Hallenlayouts anpassen und reduziert den Installationsaufwand erheblich. Integrierte Sensorik und speziell entwickelte Einfüllstutzen gewährleisten eine kontrollierte Pulverübergabe, ohne dass ein direkter Signalaustausch zwischen PMS und Drucksystem erforderlich ist.

Pulverversorgung von bis zu vier Druckern

Das Powder Management System (PMS) wurde speziell für Produktionsumgebungen mit mehreren Druckern entwickelt und ermöglicht eine automatisierte Versorgung mit aufbereitetem Pulver. PMS versorgt bis zu vier Eos SLS-Drucker zuverlässig mit Material und unterstütze damit eine effiziente Skalierung der additiven Fertigung.

An das PMS werden zwei Polyboxen mit einem Nutzvolumen von jeweils 180 Litern angeschlossen. Sobald eine Polybox leer ist, schaltet ein Ventil automatisch auf den zweiten Behälter um. Die automatische Umschaltung zwischen zwei vorbefüllten Polyboxen stellt eine kontinuierliche Pulverversorgung sicher und ermöglicht einen unterbrechungsfreien Betrieb und somit eine erhöhte Produktivität. Eine integrierte Füllstandsanzeige signalisiert über eine LED-Beleuchtung im Fass sowie über eine 360° Rundumleuchte, wann eine Polybox ausgetauscht oder nachgefüllt werden muss. Der Anlagenbediener erhält damit jederzeit einen Überblick über den verfügbaren Pulvervorrat. Das Risiko, dass ein Drucker aufgrund fehlenden Materials leerläuft, ist laut AM Solutions nahezu ausgeschlossen.

Das vollständig geschlossene System reduziert darüber hinaus die Staubbelastung durch integrierte Luftrückführung und Filtertechnik und trägt somit zu einer deutlich höheren Arbeitssicherheit bei. Der manuelle Kontakt mit dem Pulver entfällt nahezu vollständig. Gleichzeitig lassen sich die mobilen Polyboxen einfach zwischen F1 und PMS transportieren und komfortabel an das Powder Management System anschließen.

Automatisierte Pulverversorgung bewährt sich in der Praxis

EOS hat das PMS bereits unter Produktionsbedingungen eingesetzt und dabei erste positive Erfahrungen mit der automatisierten Pulverversorgung gesammelt. „Das PMS ermöglicht unseren Kunden bis zu vier Eos-Polymersysteme mit minimalem Bedienaufwand kosteneffizient mit Pulver zu versorgen. Die intuitive Bedienung und der geschlossene Kreislauf machen den Produktionsalltag einfacher und sicherer“, sagt Magdalena Schwangler, Senior Product Manager Polymer bei Eos.

Auch das DFS hat seine Praxistauglichkeit bereits unter Beweis gestellt: Bei AM Solutions ist das System seit rund zehn Monaten in Kombination mit einer Eos P3 Next und der F1 im internen Fertigungsbetrieb erfolgreich im Einsatz. „Das DFS automatisiert die direkte Pulverversorgung des Drucksystems und reduziert damit manuelle Eingriffe in den Materialfluss deutlich. Im täglichen Produktionsbetrieb zeigt sich, dass die Kombination aus F1 und DFS eine zuverlässige und komfortable Versorgung des Druckers ermöglicht und den manuellen Aufwand bei der Pulverversorgung deutlich reduziert“, so Ann-Kathrin Mahr, Entwicklungsingenieurin bei AM Solutions.

Weltpremiere auf der Formnext

Mit PMS und DFS erweitert AM Solutions sein Portfolio im Bereich Powder Handling zu einer vollständig integrierten Prozesskette – vom automatisierten Auspacken über die Pulveraufbereitung bis hin zur automatisierten Rückführung des Materials in den Druckprozess. Die beiden Systeme schließen eine zentrale Automatisierungslücke im Polymer-3D-Druck und unterstützen Anwender dabei, ihre additive Fertigung wirtschaftlicher, reproduzierbarer und skalierbarer zu gestalten.

Beide Systeme sind ab sofort kommerziell verfügbar. Auf der diesjährigen Formnext präsentiert AM Solutions die neuen Systeme erstmals einem internationalen Fachpublikum. (me)