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Interview mit Christian Gerking, Projektleiter für Anlagen zur Herstellung von Metallpulvern und Faservliesen bei der Berliner Nanoval GmbH & Co. KG

25.04.2016 | id:13116135

Welche Rolle spielt Additive Manufacturing bisher für Nanoval und wie bewerten Sie das Potential?
Christian Gerking:
Wir stellen in Berlin nach unserem eigenen, patentierten Verdüsungsverfahren Metallpulver für unterschiedliche Anwendungen her. Bisher meist für klassische pulvermetallurgische Verfahren wie das Heiß-Isostatische Pressen (HIP), das normale Sintern oder das Pulverbeschichten. Mittlerweile mehren sich Anfragen aus dem Bereich des Additive Manufacturing. Als Pulverhersteller freuen wir uns über die Nachfrage aus diesem Markt – dem wir riesiges Potential zutrauen. Wenn es gelingt, die Qualität und Produktivität der additiven Fertigung weiterzuentwickeln und diese auf ein  industrielles Niveau zu heben, dann kann das ein sehr interessanter Markt für uns werden.

Welche Pulver bieten Sie für das Additive Manufacturing an?
Gerking:
Bis auf giftige Materialien wie Blei oder Thallium im Grunde alle Metalle, die sich im Tiegel schmelzen lassen. Bei höher konzentrierten Titan-Legierungen gibt es bislang Grenzen, weil das sehr reaktionswillige Titan mit dem Sauerstoff der Tiegelkeramik reagiert. Um das zu umgehen, haben wir eine Einrichtung entwickelt, in der das Material vom Stab abgeschmolzen und dann mit dem Nanoval-Verfahren tiegelfrei verdüst wird. Auch dabei erreichen wir eine sehr enge Korngrößenverteilung.

…wie sieht es mit Kunststoffen aus?
Gerking:
Kunststoffpulver bieten wir nicht an. Wir verdüsen zwar Kunststoffe, allerdings zu Endlos-Filamenten für Vliesstoffe, die in Windeln oder technischen Textilien eingesetzt werden. Wir entwickeln und bauen für die Herstellung der Vliese auch die Spinnbalken – aber das ist ein anderer Bereich mit der gleichen Verdüsungsart.

Wie bewerten Sie die Chance, das begrenzte Materialangebot im Markt kurz- und mittelfristig zu erweitern?
Gerking:
Als begrenzt sehen wir es gar nicht. Wir haben bereits Pulver aus über 750 verschiedenen Legierungen hergestellt – und sind offen für neue Herausforderungen. Wenn ein Kunde eine sehr spezielle Legierung für die additive Fertigung braucht, ist er bei uns richtig. Auch wenn er eine Legierung hat, die Rezeptur aber geheim halten möchte, kann er daraus bei uns Pulver herstellen lassen; das geht auch mit hochwertigsten Metallen wie Platin oder Rhodium. Das können auch Mengen von nur 1 bis 2 kg für erste Tests in der Vorentwicklung sein. Die Produktion und Lagerung riesiger Mengen billiger Standardpulver ist nicht unser Metier. Wir sind eher die Manufaktur, die kleinere Chargen spezieller Legierungen herstellt und direkt in den Prozess liefert.

Wo liegen die technologischen Herausforderungen beim Entwickeln neuer Materialien für das Additive Manufacturing?
Gerking:
Wir sehen die Hürden derzeit vor allem auf der Anlagenseite – also bei den Laser- oder den Elektronenstrahlschmelzanlagen. Denn noch fehlen Parameter für die additive Verarbeitung spezieller Legierungen. Wir selbst haben Erfahrungen mit einer hohen Vielfalt an Materialien, die wir je nach Kundenanforderungen zu sphärischen Pulvern unterschiedlicher Korngrößen verdüsen. Das können sehr feine Pulver von 3µm bis 15 µm sein, oder die in additiven Laserprozessen üblichen Korngrößen von 15 µm bis 45 µm. Unser sehr homogenes Verfahren hat den Vorteil hoher Ausbeuten bei kleinen Korngrößen – und durch die Verfahrensparameter können wir die Partikelgröße einstellen. Getrennt wird, wenn nötig, zusätzlich durch Sieben und Sichten. Beim Sichten wird das Pulver unter Nutzung der Schwer- und Zentrifugalkraft im Luftstrom getrennt. Wobei Luft hier Schutzgas meint.

Sind Sie offen für die Zusammenarbeit mit Anlagenbauern und Anwendern, um Verfahren und Pulver aufeinander abzustimmen?
Gerking:
Auf jeden Fall. In der Regel läuft es aber so, dass Anlagenbetreiber oder Hersteller Pulver bei uns bestellen und dann auf eigene Faust damit experimentieren. Wir sind auch beileibe keine Experten für den Laserschmelzprozess. Unsere Kompetenz sind die Verfahren zur Pulverherstellung; und wir sind wie gesagt dazu in der Lage, die Legierungen, Korngrößen und Mengen an den spezifischen Bedarf des Kunden anzupassen.

Erwarten Sie Verschiebungen in der Wertschöpfungskette – etwa dass Minen Erze künftig direkt zu Pulver für das Additive Manufacturing verarbeiten?
Gerking:
Das ist schwer zu beantworten. Ob es für die Minenbetreiber in Zukunft interessant werden könnte, ihre Wertschöpfung auf die Pulverherstellung auszudehnen, hängt sicher in erster Linie davon ab, in welchen Mengen welche Pulver nachgefragt werden – und ob sie die Qualitätsanforderungen im Additive Manufacturing erfüllen können, wenn sie Pulver direkt aus Erzen gewinnen wollen. Zumal die Zusammensetzung der Erze in ein- und derselben Mine schwanken kann. Wir können keine Erze zu Pulver verarbeiten, sondern schmelzen Rohmetalle, eigene Legierungen oder Vorlegierungen des Kunden. Dafür haben wir jahrelang Erfahrungen gesammelt und unser spezielles Knowhow aufgebaut. Bei der Herstellung von Legierungen ist es beispielsweise wichtig, dass die Metalle nicht ungewollt miteinander reagieren. Auch gilt es, die Verfahrenssteuerung bei der Verdüsung auf die gewünschten Korngrößen einzustellen. Das Legieren ist keineswegs trivial. Und auch das Herstellen sphärischer Partikel mit gutem Fließverhalten ist eine Frage der Prozessführung. Andere Verfahren zur Pulverherstellung – wie etwa das chemische Ausfällen von Titan – erzeugen oft kantige, raue Partikel mit begrenzter Fließfähigkeit. Aktuell geht es eher darum, vorhandene Verfahren und Pulver zu optimieren.

Mit welchen Interessen haben Sie sich der Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing im VDMA angeschlossen?
Gerking:
Wir sind als Anlagenbauer VDMA-Mitglied, weil unser Kunststoffbereich Spinnbalken für die Vliesfertigung entwickelt und fertigt. Darüber sind wir auf die AG aufmerksam geworden. Wir haben uns angeschlossen, weil wir als Pulverhersteller den Austausch mit Anlagenbauern und Anwendern suchen und uns über den Markt informieren wollen. Die Arbeitsgemeinschaft bietet uns Gelegenheit, Technologietrends zu verfolgen, Akteure kennenzulernen und darüber ein Gespür für den Markt und die Nachfrage zu entwickeln.

Kontakt
Brigitta Ritter-Lenzing
AG Additive Manufacturing im VDMA
Tel: +49 (0)69 6603-1452
brigitta.ritter@vdma.org


 

Bildquelle : Nanoval

Ritter-Lenzing, Brigitta
Ritter-Lenzing, Brigitta
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