Die unterschätzten Herausforderungen im Metall-3D-Druck
AUGUST, 2025 | Lesedauer: 5 min
Wie EOS reaktive Abfälle in einen nachhaltigen Fertigungsvorteil verwandelt
Die additive Fertigung (AM) gilt seit Langem als Schlüsseltechnologie für nachhaltigere, effizientere und flexiblere Produktionsprozesse. Das Ziel besteht darin, Materialabfall zu reduzieren, Ressourcen optimal zu nutzen und innovative Anwendungen in den unterschiedlichsten Branchen zu ermöglichen.
Doch trotz dieser Vorteile bringt der Metall-3D-Druck auch eigene Herausforderungen mit sich – insbesondere bei der Handhabung von Prozessnebenprodukten. Reaktives Metallkondensat, Ruß und ultrafeine Partikel können Sicherheits-, Umwelt- und Kostenprobleme verursachen, wenn sie nicht richtig behandelt werden. Je nach Material, Prozesseinstellungen und Hardware können diese Nebenprodukte zu erheblichen zusätzlichen Materialkosten, einem höheren CO₂-Fußabdruck und steigenden Entsorgungskosten führen.
Bei EOS setzen wir uns seit Langem dafür ein, die zugrunde liegenden Prozesse in der additiven Fertigung besser zu verstehen und gezielt zu verbessern. Diese kontinuierlichen Bemühungen haben zur Entwicklung einer Technologie geführt, die gefährliche Abfälle nicht nur sicher handhabt, sondern sie aktiv umwandelt. Konkret bedeutet das: Wir wandeln pyrophores Metallkondensat, das eine spezielle Entsorgung erfordert,in recycelbare, vollständig passive Metalloxide – also „Rost“ – um.
Unsere neue Lösung, das Next-Gen Rezirkulations-Filtersystem (eng: Next-Gen Recirculation Filter System), ist weit mehr als ein einfaches Upgrade. Es steht für einen grundlegenden Wandel im Umgang mit Abfällen in der additiven Fertigung – wirtschaftlich, sicher und nachhaltig.
Metall-AM-Abfall: Ein kritisches und oft übersehenes Thema
Beim Laserstrahlschmelzen (eng: Laser Powder Bed Fusion, LPBF) ist Metallpulver das grundlegende Material – und der Bereich, in dem Effizienzgewinne oder -verluste am deutlichsten sichtbar sind. Während des Bauprozesses interagiert hochenergetische Laserstrahlung mit dem Pulver, um leistungsstarke Bauteile zu erzeugen – aber auch unvermeidliche Nebenprodukte:
Dazu gehören:
- Kondensat und Ruß: Hochreaktive, oft pyrophore, ultrafeine Metallpartikel im Nanometerbereich
- Spritzer und übergroßes Pulver: Material, das ohne Aufbereitung nicht mehr wiederverwendet werden kann
- Filterkuchenabfall: Angesammeltes Gefahrgut, das eine spezielle Entsorgung erfordert
- Pulverpartikel: In der zirkulierenden Schutzgasatmosphäre befindliche Partikel, die eigentlich noch verwendbar wären, aber dennoch im Abfall landen können
Traditionelle Filtersysteme konzentrieren sich auf die Eindämmung, um Kontamination oder Entzündung zu verhindern. Doch Eindämmung allein minimiert die Risiken nicht, und die sichere Handhabung dieses Abfalls kann komplex und kostspielig sein.
Mit unserem Next-Gen Rezirkulations-Filtersystem stellt EOS ein vollständig integriertes System vor, das verwertbares Material zurückgewinnt, manuelle Handhabung minimiert und reaktive Abfälle neutralisiert – und gleichzeitig hohe Betriebszeiten und Effizienz unterstützt.
Wichtige Innovationen des Next-Gen Rezirkulations-Filtersystems
1. Effiziente Pulverrückgewinnung: Wert erhalten, Abfall reduzieren
Das Herzstück unseres Next-Gen-Rezirkulations-Filtersystems ist ein Hochleistungs-Pulverzyklon. Dieses wurde speziell dafür entwickelt, verwertbares Material aus dem Abfallstrom zurückzugewinnen. Es trennt nutzbare Partikel präzise von nicht wiederverwendbarem Material. Anstatt wertvolles Pulver zu entsorgen, können Hersteller es zurückgewinnen und wieder in den Produktionsprozess integrieren. Dadurch reduzieren sich der Materialverbrauch, die Abfallmenge und die Gesamtkosten deutlich. Besonders wichtig ist, dass das zurückgewonnene Pulver sauber bleibt und frei von Verunreinigungen ist. So bleibt die Qualität erhalten und nachgelagerte Systeme werden geschützt.
2. Intelligente Filtration für kontinuierlichen Betrieb
Das System verfügt über speziell beschichtete, langlebige Filter, die die Wartungsintervalle verlängern und Betriebsunterbrechungen reduzieren. Dies ermöglicht einen kontinuierlichen Bauprozess mit weniger Unterbrechungen, was die Maschinenverfügbarkeit und Produktivität erhöht.
Ein entscheidender Vorteil ist das chemikalienfreie Design. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die Kreide oder ähnliche Substanzen zur Passivierung reaktiver Abfälle benötigen, funktioniert das Next-Gen Rezirkulations-Filtersystems ohne zusätzliche Materialien – was den Betrieb vereinfacht und Verbrauchsmaterialien sowie Betriebskosten reduziert.
3. Integrierte Oxidation: Abfall sicher machen - durch Design
Die integrierte Oxidationseinheit adressiert eine der größten Herausforderungen im Metall-3D-Druck: die sichere Handhabung pyrophorer (hochreaktiver) Abfälle wie Titan- und Aluminiumkondensate. Anstatt diese Partikel einfach zu lagern, passiviert die Einheit sie aktiv – sie wandelt reaktive Partikel in eine stabile, ungefährliche Form um. Das bedeutet: Abfall, der zuvor speziell entsorgt werden musste, wird einfacher handhabbar und verursacht weniger Umweltbelastung.
Messbare Auswirkungen für EOS-Kunden
Bei EOS entwickeln wir Spitzentechnologien in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden und Power-Usern. Ihre Erkenntnisse sind entscheidend für Lösungen, die reale Herausforderungen in der additiven Fertigung adressieren.
Durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden haben wir wertvolles Feedback zum Potenzial unseres Next-Gen-Rezirkulations-Filtersystems erhalten. Basierend auf ihren Erfahrungen und Prognosen erwarten sie deutliche Einsparungen bei den Entsorgungskosten für gefährliche Abfälle von mehreren zehntausend Euro pro Jahr. Gleichzeitig profitieren sie von höherer Produktivität, verbesserter Wiederverwendung von Pulver und gesteigerter Systemverfügbarkeit. Da sowohl das Volumen als auch die Komplexität von AM-Abfällen reduziert werden, ermöglicht das Filtersystem einen kosteneffizienten, skalierbaren und umweltbewussten Betrieb und setzt damit neue Maßstäbe für nachhaltige additive Fertigung.
Den Blick aufs große Ganze richten
Auch wenn der Metall-3D-Druck erhebliche Nachhaltigkeitsvorteile bietet, muss der gesamte Lebenszyklus betrachtet werden. Herausforderungen wie die energieintensive Pulverherstellung, Materialverluste beim Recycling sowie Abfälle und Gasströme in der Nachbearbeitung können das grüne Versprechen der additiven Fertigung gefährden. Sie müssen daher angegangen werden.
Unser Next-Gen Rezirkulations-Filtersystem verkörpert diesen ganzheitlichen Ansatz: Es bietet praktischen Nutzen durch Abfallreduktion, vereinfachte Handhabung und Unterstützung langfristiger Nachhaltigkeitsziele.Es geht nicht nur darum, bessere Teile zu bauen. Es geht darum, eine bessere Art der Fertigung zu schaffen.
Geschrieben von Michael Jan Galba
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