Verfahrenstechnik 12/2016

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Bei der Veredelung von Metallpulvern mit weiteren Zuschlagstoffen, der Vermischung von keramischen Rohstoffen sowie Massen zur Herstellung von Hochleistungskeramik und der Herstellung von Reibbelägen oder Batteriemassen (Lithium-Ionen oder Blei) steht die Verfahrenstechnik in einem Bereich der Pulvermetallurgie vor der Herausforderung, Produkte mit verschiedensten Schüttdichten, Partikelgrößen, Feuchten und Adhäsionskräften höchstpräzise zu vermischen. Das Mischen der Pulver ist der erste Schritt in einer Produktionskette zu absoluten Hightech-Produkten. Dabei kommen ausgeklügelte Rezepturen mit verschiedensten Rohstoffen zum Einsatz. Flexibilität bei den Rezepturen Bis ins Kleinste Hochpräzises Mischen in Pulvermetallurgie und Hochleistungskeramik Thomas Boerboom, Jan Wankerl Von der Automobilindustrie bis zur Medizintechnik – viele neuartige Bauteile sind durch die Fortschritte in der Pulvermetallurgie oder der Hochleistungskeramik erst möglich geworden. Die entscheidende Basis für die Leistungsfähigkeit und konstante Qualität des jeweiligen Endprodukts wird beim Mischen der unterschiedlichen, metallischen oder keramischen Pulverkomponenten gelegt. Autoren: Thomas Boerboom, M.A., Marketing Communications, Jan Wankerl, M.Sc., Sales Manager, beide AVA-Huep GmbH u. Co. KG, Herrsching Ein Vorteil der Produkte aus Pulvermetallurgie und Hochleistungskeramik ist die Möglichkeit, die Rezepturen sehr flexibel zu gestalten. Je nach Anwendungsbereich des fertigen Bauteils können Bestandteile, Teilchengrößen und Additive verändert werden, um eine optimale Produktcharakteristik zu erreichen. Einzelne Bestandteile und Zuschlagstoffe werden teilweise in Kleinstmengen zugegeben, die gleichmäßig im gesamten Produkt vermischt werden müssen. Neben den verschiedenen Pulvern werden bestimmte Additive auch in flüssiger Form beigemischt. Vielfältige Rezepturen bedeuten auch häufige Chargen und Produktwechsel. Für einen effektiven Produktionsprozess sind darum kurze Stillstandzeiten beim Chargenwechsel essenziell. Da die eingesetzten Rohstoffe oft sehr teuer sind, ist darüber hinaus auf eine Minimierung des Ausschusses zu achten. Kleinste Variationen in der Rezeptur verändern die Eigenschaften des Endprodukts, das heißt, auch geringste Schwankungen im Mischergebnis wirken sich deutlich auf die Qualität der erzeugten Bauteile aus. Neben einem perfekten Mischergebnis ist auch eine absolute Reproduzierbarkeit der einzelnen Mischchargen Grundlage für eine dauerhaft konstante Produktqualität. Vertikale Konusmischer Mischprozesse im Bereich der Pulvermetallurgie oder der Hochleistungskeramik werden mit der vertikalen Konusmischer-Serie HVW von AVA sehr gut umgesetzt. Das vertikale Mischprinzip mit Doppelwendel erweist sich hier als besonders leistungsfähig in Bezug auf die oben genannten Kriterien. Endprodukte mit geringen Toleranzen erfordern einen exakt steuerbaren Mischprozess mit hochpräzisem Ergebnis. Das Mischprinzip des Konusmischers unterstützt dabei eine besonders gründliche 14 VERFAHRENSTECHNIK 12/2016

Schüttgüter automatisch dosiert zuführen … 01 Das Mischprinzip unterstützt eine besonders gründliche Durchmischung des Pulvers 02 Durch die außerhalb des Mischraums gelagerte, selbstzentrierende Wendel sind Produktkontaminationen nahezu ausgeschlossen Durch-mischung des Pulvers. Dabei wird das Produkt mit der umlaufenden Wendel entlang der Behälterwand nach oben gefördert, sinkt über die Mitte wieder herab und wird erneut dem Mischvorgang zugeführt. Horizontal angeordnete Verbindungsstege sorgen für eine zusätzliche Quervermisch-ung. In Verbindung mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten wird eine intensive Durchmischung des Produkts bei gleichzeitig stark verkürzten Mischzeiten im Vergleich zu anderen Systemen erreicht. Bei besonders hohen Anforderungen hinsichtlich der Mischintensität besteht zusätzlich die Möglichkeit des Einsatzes eines bzw. mehrerer Messerköpfe im unteren Konusbereich. Spezielle Messerkopfformen sorgen dabei für eine vielfache Erhöhung der Mischintensität. Durch einen Doppelmantel, der prozessabhängig als Heiz- oder Kühlmantel verwendet werden kann, ist die Temperatur im Mischprozess exakt regelbar. So kann je nach Situation die für das optimale Mischergebnis erforderliche Temperatur gehalten werden. Speziell positionierte Düsen erlauben es zudem, flüssige Additive zu jeder beliebigen Zeit des Mischvorgangs zuzugeben. Dadurch können auch zum Entmischen neigende Endprodukte in der finalen Phase des Mischprozesses stabilisiert werden. Effizientes Ressourcenhandling Häufiger Chargenwechsel bei wertvollen Produkten bedingt einen effizienten Umgang mit den Ressourcen Material und Zeit. Die nahezu verlustfreie Restentleerbarkeit des vertikalen, konischen Behälters kann dabei durch den Einsatz pneumatischer Entleerhilfen noch zusätzlich optimiert werden. Durch die außerhalb des Mischraums gelagerte, selbstzentrierende Wendel sind zudem Produktkontaminationen nahezu ausgeschlossen, das minimiert das Risiko teurer Fehlchargen deutlich. Zur Verkürzung der Reinigungsintervalle können zudem individuell angepasste Hubsäulen geliefert werden. Nach Entriegelung einer automatischen Andockvorrichtung kann entweder das Misch-werk angehoben oder der Behälter abgesenkt werden bzw. auch beides gleichzeitig. Somit ist ein barrierefreier Zugang zum Mischbehälter bzw. Mischwerkzeug gewährleistet, der eine schnelle und gründliche Reinigung ermöglicht. Die Anforderungen an die Erzeugnisse und die Verarbeitungsprozesse werden auch weiterhin steigen. Je höcher entwickelt die Produkte werden, desto wichtiger sind Erfahrung und Know-how zur Bereitstellung neuartiger und zuverlässiger Misch- und Aufbereitungstechnik. Je nach Anwendung wird großer Wert auf Reinigbarkeit und Restlosentleerung, Verschleißschutz und intensive oder schonende Mischintensität gelegt. Durch eine individuelle Auslegung, wie zum Beispiel im AVA- Technikum, können Mischsysteme immer individuell auf die geforderte Aufgabenstellung angepasst und optimiert werden. www.ava-huep.com in Mischer, Dissolver Reaktoren, Kneter … • Pneumatische Fördersysteme • Dosier- und Wägetechnik • Komplette Siloanlagen • Prozessautomatisierung • Intralogistik für Schüttgüter system-technik GmbH +49 8191-3359-0 info@solids-systems.de www.solids.de