Additive Fertigung: Hochschule Koblenz nutzt Eirich-Mischer zur Masseaufbereitung
Im Kompetenzzentrum für den 3D-Druck von Keramik in Höhr-Grenzhausen sollen erstmals feuerfeste Formteile hergestellt werden. Für die Aufbereitung der Massen erteilte die Hochschule der Firma Eirich den Auftrag, einen Mischer zu liefern.
Während in der Bauindustrie heute als Vorzeigeobjekte ganze Häuser in additiver Fertigung erstellt werden, hat die Keramische Industrie bei größeren Bauteilen und Objekten noch Nachholbedarf.
Aufbau eines Kompetenzzentrums
Dies hat die Landesregierung Rheinland-Pfalz erkannt. Im Sommer 2019 wurde der Aufbau eines Kompetenzzentrums für den 3D-Druck von Keramik in Höhr-Grenzhausen mit rund 5,3 Millionen Euro gefördert, die je zur Hälfte aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Landeshaushalt kommen. Das Zentrum wird eingerichtet vom Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe -Glas/Keramik- GmbH (FGK), der Hochschule Koblenz und der Universität Koblenz-Landau. Das Projekt dient zunächst zur Entwicklung einer Infrastruktur und dem Aufbau eines Know-hows zur Additiven Fertigung von anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen.
Für die Aufbereitung von 3D-Feuerfest-Massen mit einem 75-Liter-Mischer fiel die Entscheidung aus mehreren Gründen auf Eirich. An der Hochschule Koblenz stehen bereits fünf Eirich-Mischer mit 1, 5, 10 und 40 Liter Nutzvolumen. Man kennt bereits deren Fähigkeiten. Laut Hersteller unterscheiden sich Eirich-Mischer von anderen Mischern dadurch, dass ein sich drehender Mischbehälter das Mischgut zum Mischwerkzeug transportiert. Der Transport des Mischguts ist so vom eigentlichen Mischvorgang entkoppelt. Schnelllaufende boden- oder wandnah angeordnete und damit verschleißintensive Werkzeuge entfallen. Dies führt dazu, dass die Mischwerkzeuge sich schneller drehen können, ohne übermäßig Reibung und Verschleiß am Mischbehälter zu bewirken.
Scale-up-Fähigkeit
Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des Eirich-Mischers ist laut Hersteller die problemlose Scale-up-Fähigkeit. In Mischern zwischen 1 Liter und 3.000 Liter wird nur ein einziges Mischwerkzeug benötigt, der sogenannte Wirbler. Der Leistungseintrag in die Mischung wird über die Art des Mischwerkzeugs, über die Werkzeuggeschwindigkeiten, sowie die Drehrichtung sehr genau definiert. Die jeweilige Aufgabenstellung legt diese Parameter fest, diese bleiben dann beim Upscaling meist unverändert. Innerhalb einer Umdrehung des Behälters wird zudem 100 % des Mischguts vom Werkzeug bewegt. Der Mischer mischt deshalb ohne Totzonen im Mischer, sowie ohne Entmischen, was bei Bedarf auch längere Mischzeiten ermöglicht. Die systembedingten Eigenschaften der Eirich-Mischtechnik ermöglichen so eine einfache Übertragbarkeit der Prozessparameter auf die Produktionsmaschinen, um meistens ohne erneute aufwendige Anpassungsarbeiten in die Produktion zu gehen.
