Inertgas-Pulververdüsungsanlage EIGA/VIGA
Die Inertgas-Verdüsungsanlage vom Typ EIGA 70-500 / VIGA 2B wird zur Erzeugung hochwertiger Metallpulver für die additive Fertigung eingesetzt. Die Anlage befindet sich im Forschungsbau SCALE und ist in der Lage, zur Pulverherstellung Stabelektroden induktiv abzuschmelzen (EIGA) als auch Legierungen induktiv im Tiegel aufzuschmelzen (VIGA). Die Bandbreite der verarbeitbaren Legierungen erstreckt sich von Leichtmetallen wie Magnesium, Aluminium und Titan bis hin zu hochschmelzenden Legierungen wie Niob-Zirkonium mit einem Schmelzpunkt von über 2000 °C.
Die Inertgas-Verdüsungsanlage vom Typ EIGA 70-500 / VIGA 2B wird zur Erzeugung hochwertiger Metallpulver für die additive Fertigung eingesetzt. Die Anlage befindet sich im Forschungsbau SCALE und ist in der Lage, zur Pulverherstellung Stabelektroden induktiv abzuschmelzen (EIGA) als auch Legierungen induktiv im Tiegel aufzuschmelzen (VIGA). Die Bandbreite der verarbeitbaren Legierungen erstreckt sich von Leichtmetallen wie Magnesium, Aluminium und Titan bis hin zu hochschmelzenden Legierungen wie Niob-Zirkonium mit einem Schmelzpunkt von über 2000 °C.
Beschreibung der Anlage
Die Anlage vom Typ EIGA 70-500 / VIGA 2B des Herstellers ALD kann zur Herstellung verunreinigungsarmer Metallpulver in zwei verschiedenen Konfigurationen betrieben werden. Stabelektroden, deren Legierung der gewünschten Pulverzusammensetzung entspricht, werden im EIGA-Verfahren (Electrode Induction Melting Inert Gas Atomization) verdüst. Der EIGA-Prozess ist v.a. für reaktive Werkstoffe wie Titan und Niob sinnvoll, um hochwertige Pulver mit geringem Anteil an Begleitelementen herstellen zu können. Als Prozessgas kommt daher Argon 5.0 zum Einsatz. Alternativ kann bei Werkstoffen wie Stahl mit Schmelztiegel im VIGA-Prozess (Vacuum Induction Melting Inert Gas Atomization) gearbeitet werden, wobei Blockmaterial im Tiegel aufgeschmolzen und ggf. legiert wird. Die vorhandene Anlage kann entsprechend mit beiden Schmelzaggregaten ausgerüstet werden.
Die verdüsten Pulver können in der additiven Fertigung verwendet werden sowie zur pulvermetallurgischen Herstellung von Hochleistungsbauteilen, z. B. durch Strangpressen. Aktuelle Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe liegen unter anderem in der Erzeugung biokompatibler Niob-Pulver für die Entwicklung hochfester Dentalimplantate sowie die Erzeugung schäumbarer Leichtmetallhalbzeuge aus Aluminiumpulver, die im Rahmen von drahtbasierten additiven Fertigungsprozessen zum Ausschäumen dreidimensionaler Bauteile verwendet werden.
Die Pulververdüsungsanlage verfügt über die geeignete Ausstattung zur Herstellung von Leichtmetallpulvern aus Magnesium, Aluminium und Titan. Zusätzlich können neben konventionellen Schwermetalllegierungen wie Stahl, Cobalt- und Nickelwerkstoffen auch reaktive Metalle wie Niob-Zirkonium-Legierungen zu Pulver verarbeitet werden. Die Mengen sind dabei flexibel skalierbar, beispielsweise durch die Anzahl der verfügbaren Stabelektroden. Diese können im Fall der Leichtmetalle Magnesium und Aluminium auch direkt an der 10 MN-Strangpresse des IW hergestellt werden.
Funktionsweise:
- Verarbeitung von Mg, Al, Ti, Stahl, Co, Ni, Nb und weiteren Metallen mit Schmelztemperaturen bis 2500 °C
- Induktives Aufschmelzen
- Vertikaler Fluss der Schmelze durch eine Ringdüse
- Hochdruck-Inertgasstrom wird durch die Ringdüse auf den Schmelzestrahl gerichtet
- Zerstäubung des Schmelzestrahls in feine Metalltropfen
- Erstarrung der Metalltropfen im Flug
- Bildung sphärischer Pulverpartikel
Technische Daten:
| EIGA | VIGA | |
|---|---|---|
Schmelzleistung | 60 kW | 40 kW |
Schmelztemperatur (max.) | 2500 °C | 1700 °C |
Einsatzmaterial | Stabelektrode | Stückmetall (Tiegelvolumen: 2 l) |
Inertgas-Arbeitsdruck | 20–32 bar (HD-Tank mit Gasvorwärmung) | |
Gasstrom | 10–20 m³/min | 15–25 m³/min |
Zykluszeit | 15–30 min | 60–90 min |
30823 Garbsen
