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Neuseeland Berechnung der Kosten für die Aufbereitung von verwendetem MJF-Pulver für den SLS-Druck auf Lisa X
Da die additive Fertigung die Grenzen von Effizienz und Nachhaltigkeit immer weiter verschiebt, suchen immer mehr Firmen nach cleveren Möglichkeiten, Kosten zu senken, ohne dabei die Qualität der Teile zu beeinträchtigen. Ein vielversprechender Bereich für Innovationen ist die Wiederverwendung von Pulver – insbesondere die Wiederverwendung von verwendetem PA12-Pulver aus Multi Jet Fusion (MJF)-Prozessen für das selektive Lasersintern (SLS) auf offenen Druckern wie dem Sinterit Lisa X.
Die Vorteile der Pulverwiederverwendung – weniger Materialabfall, geringere Kosten und mehr Nachhaltigkeit – liegen auf der Hand, aber viele Unternehmen sind sich nicht sicher, wie sie die Gesamtkosten dieses Prozesses beziffern sollen. In diesem Artikel zeigen wir anhand von realen Daten und Beispielszenarien, wie man die Kosten für die Aufbereitung von verbrauchtem MJF-PA12-Pulver für die Wiederverwendung im SLS-Druck auf der Lisa X berechnet.
Warum MJF-Pulver in SLS verwenden?
Die MJF-Technologie, wie sie in der Jet Fusion 4200/5200-Serie von HP zum Einsatz kommt, kann nach jedem Druck eine erhebliche Menge an überschüssigem Pulver erzeugen. Dieses Restmaterial, oft als verbrauchtes Pulver bezeichnet, behält zwar seine für das Sintern geeigneten physikalischen und chemischen Eigenschaften, wird jedoch aufgrund prozessspezifischer Wiederverwendungsbeschränkungen in MJF-Workflows in der Regel entsorgt.
Mit einem flexibleren SLS-System wie dem Lisa X, das offene Materialeingaben und benutzerdefinierte Profile ermöglicht, kann dieses verbrauchte Pulver erfolgreich aufbereitet und wiederverwendet werden – was die Ressourceneffizienz erheblich verbessert. Dies erfordert jedoch einen gewissen Aufwand: Das Mischen von Additiven, das Sieben und die ordnungsgemäße Lagerung des Pulvers, um eine gleichbleibende Druckqualität zu gewährleisten.
Was kostet dieser Prozess tatsächlich?
Kernkostenfaktoren
Die Kosten für die Aufbereitung von verbrauchtem MJF-Pulver für SLS hängen von mehreren Faktoren ab:
- Monatlich verwendete Pulvermenge
- Dosierung des Kohlenstoffadditivs
- Arbeitsaufwand
- Druckvolumen und -häufigkeit
- Wiedergewinnungswert des Pulvers
Sehen wir uns diese Faktoren anhand von Beispielzahlen aus einer Tabellenkalkulationsanalyse an, die einen Lisa X-Drucker simuliert, der regelmäßig Druckaufträge mit aufgefrischtem HP PA12 ausführt.
Monatlicher Pulververbrauch
Der monatliche Pulververbrauch für einen Lisa X-Drucker hängt stark von der Art der Drucke ab, die ein Benutzer erstellen möchte. Teilegröße, Dichte, Verschachtelungsstrategie und Druckhäufigkeit beeinflussen den Materialverbrauch. Am genauesten lässt sich der Pulverbedarf schätzen, indem Du einen Bauplan in Sinterit Studio erstellst, die Slice-Datei generieren und dann die Materialverbrauchsdaten in unsere Kostenrechner-Tabelle kopieren. Einen Link zu diesem Rechner findest Du am Ende des Artikels.
Basierend auf Felddaten unserer Partner liegt der maximale realistische Pulververbrauch pro Monat für einen Lisa X bei Verwendung von hochwertigem verwendetem HP PA12-Pulver bei etwa 50 kg und bei Verwendung von Pulver in schlechterem Zustand (das in der Regel mehr Volumen erfordert, um konsistente Ergebnisse zu erzielen) bei bis zu 75 kg. Diese Zahlen bieten einen nützlichen Anhaltspunkt für die Bewertung des potenziellen Durchsatzes und der Aufbereitungskosten.
Kohlenstoffzusatz
Um verbrauchtes HP PA12-Pulver für SLS aufzufrischen, wird dem Material ein Kohlenstoffzusatz beigemischt, um die Fließfähigkeit, Konsistenz und das Sinterverhalten zu verbessern. Die empfohlene Dosierung beträgt 7 Gramm Kohlenstoff pro Kilogramm Pulver, aber die Gesamtmenge hängt natürlich davon ab, wie viel Pulver du monatlich verarbeiten möchtest.
Genau wie bei der Pulverabschätzung kann der genaue Kohlenstoffbedarf mit Sinterit Studio und unserem herunterladbaren Rechner berechnet werden. Nachdem du deinen Druck in Sinterit Studio geschnitten hast, kopierst du den geschätzten Pulververbrauch in den Rechner, der dann automatisch die benötigte Kohlenstoffmenge auf Basis des Verhältnisses von 7 g/kg berechnet.
Aus der Praxis wissen wir, dass für die Aufbereitung von 50–75 kg verwendetem HP PA12 pro Monat etwa 350–525 Gramm Kohlenstoff nötig sind. Diese relativ geringe Investition in Additive ist super wichtig, um die erfolgreiche Wiederverwendung von Pulver zu gewährleisten, das sonst weggeworfen würde.
Arbeitsaufwand
Während die Materialkosten den größten Teil des Pulverauffrischungsprozesses ausmachen, spielt auch der Arbeitsaufwand eine Rolle in der Gesamtkostenstruktur. Die Aufbereitung einer vollständigen 8-kg-Charge von verbrauchtem HP PA12 dauert in der Regel etwa 2 Stunden, wobei zu beachten ist, dass 1,5 Stunden davon für das Mischen im CADmix II aufgewendet werden, während dessen der Bediener nicht aktiv beteiligt ist und andere Aufgaben erledigen kann.
Das heißt, dass die tatsächliche Arbeitszeit pro Charge eher bei 30 Minuten liegt. Bei einem durchschnittlichen Technikerlohn von 20 bis 30 Euro pro Stunde belaufen sich die effektiven Arbeitskosten pro Charge auf etwa 10 bis 15 Euro oder 1,25 bis 1,90 Euro pro Kilogramm aufbereitetem Pulver. Dieser minimale Arbeitsaufwand – zusammen mit dem hohen Wert der zurückgewonnenen Materialien – macht den Prozess super effizient und wirtschaftlich, vor allem in Produktionsumgebungen, wo Multitasking an der Tagesordnung ist.
Versteckte Vorteile
Neben den direkten Einsparungen gibt es noch ein paar weitere Vorteile, wenn man MJF-Pulver auf Lisa X wiederverwendet:
- Bestandsoptimierung: Verwendetes MJF-Pulver wird zu einer wertvollen Ressource statt zu einer Belastung.
- Nachhaltigkeit: Die Reduzierung des Abfallaufkommens steht im Einklang mit den ESG-Zielen.
- Maschinenübergreifender ROI: Wenn Du bereits MJF-Systeme einsetzt, kannst Du mit diesem Ansatz ansonsten ungenutzte Materialien verwerten und so den ROI beider Maschinen steigern.
- Flexibilität bei den Materialien: Mit Lisa X von Sinterit lassen sich die Materialparameter fein abstimmen, sodass auch mit nicht standardmäßigen Pulvereingaben gute Ergebnisse erzielt werden.
Einschränkungen, die es zu beachten gilt
Natürlich ist dieser Prozess nicht ohne Einschränkungen.
- Die Pulverqualität nimmt mit der Zeit ab. Selbst mit Zusatzstoffen kann wiederverwendetes Pulver nur eine bestimmte Anzahl von Zyklen durchlaufen, bevor eine Qualitätsminderung zu riskant wird.
- Die Prozesskontrolle ist entscheidend. Schlecht gemischte Chargen oder unsachgemäßes Sieben können zu Fehldrucken führen.
- Die Lagerung ist wichtig. Feuchtigkeit oder Verunreinigungen können eine Charge ruinieren – luftdichte, trockene Bedingungen sind unerlässlich.
Mit Disziplin und den richtigen Werkzeugen sind diese Risiken aber überschaubar – und werden durch die Vorteile locker aufgewogen.
Fazit
Die Aufbereitung von verwendetem MJF-Pulver für den Lisa X-Druck ist nicht nur machbar, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll. Mit Kosten von weniger als 4,20 € pro Kilogramm (einschließlich CO2 und Arbeit) können kleine und mittlere Unternehmen mit dieser Methode wettbewerbsfähig bleiben, ohne Abstriche bei der Qualität machen zu müssen.
Besser noch: Der Prozess kann mit Tools wie dem CADmix II teilweise automatisiert werden, was den Arbeitsaufwand minimiert. In Kombination mit den ökologischen Vorteilen der Materialwiederverwendung ist die Konditionierung von MJF-Pulver eine clevere, nachhaltige Strategie für langfristigen Erfolg im 3D-Druck.
Wenn du deine eigenen Szenarien berechnen möchtest, lade die vollständige Tabelle und gib deine spezifischen Modellvolumina, Druckzyklen und Arbeitskosten ein.
FAQ: Die Kosten für die Aufbereitung von verbrauchtem MJF-Pulver für den SLS-Druck auf Lisa X
Durch die Aufbereitung von verbrauchtem MJF PA12-Pulver können Nutzer Restmaterial aus den Multi Jet Fusion-Prozessen von HP wiederverwenden und so Materialabfälle und Druckkosten deutlich reduzieren. Das aufbereitete Pulver kann erfolgreich in offenen SLS-Druckern wie dem Lisa X von Sinterit verwendet werden, wobei die Teilequalität und mechanische Integrität erhalten bleiben.
Basierend auf Felddaten kann ein einzelner Lisa X-Drucker bis zu 50 kg hochwertiges verwendetes PA12-Pulver pro Monat verbrauchen, bei Verwendung von Pulver in schlechterem Zustand, das mehr Volumen erfordert, sogar bis zu 75 kg pro Monat. Diese Zahlen dienen als praktische Richtwerte für die Schätzung des monatlichen Pulverbedarfs und der Aufbereitungskosten.
Die empfohlene Dosierung beträgt 7 Gramm Kohlenstoffadditiv pro Kilogramm verwendetes Pulver. Bei monatlicher Verwendung entspricht dies etwa 350 bis 525 Gramm Additiv für 50 bis 75 kg Pulver. Dieser Zusatzstoff stellt die Fließfähigkeit und thermische Konsistenz wieder her und sorgt für zuverlässige Druckergebnisse auf dem Lisa X.
Die Aufbereitung einer 8-kg-Charge Pulver dauert in der Regel insgesamt etwa 2 Stunden, wobei nur 30 Minuten tatsächliche Arbeitszeit sind. Die restlichen 1,5 Stunden – z. B. für das Mischen in einem Cadmix II – können für andere Aufgaben genutzt werden. Bei einem durchschnittlichen Stundenlohn von 20 bis 30 Euro liegen die Arbeitskosten pro Charge zwischen 10 und 15 Euro oder etwa 1,25 bis 1,90 Euro pro Kilogramm.
Wenn man die Arbeitskosten und die Kosten für den Kohlenstoffzusatz zusammenrechnet, liegen die geschätzten Gesamtkosten pro Kilogramm aufbereitetem MJF-Pulver unter 4,20 €. Das ist deutlich weniger als die Kosten für neues PA12-Pulver, was die Wiederverwendung für viele Betriebe zu einer wirtschaftlich attraktiven Option macht.
Es sind keine besonderen Hardware-Änderungen nötig. Die offene Materialarchitektur der Lisa X ermöglicht vollen Zugriff auf die Materialeinstellungen, wodurch sie super kompatibel mit wiederaufbereiteten Pulvern ist. Nutzer können die Sinterprofile anpassen, um sie an das spezifische Verhalten der wiederverwendeten Materialien anzupassen.
Zu den Hauptrisiken zählen Pulverzerfall, schlechte Durchmischung und Feuchtigkeitsverunreinigungen. Diese können durch eine ordnungsgemäße Chargenkontrolle, präzises Mischen der Additive, regelmäßiges Sieben und die Lagerung des Pulvers in luftdichten Behältern mit einer Luftfeuchtigkeit von unter 20 % gemindert werden. Der Einsatz von Tools wie Cadmix II verbessert die Konsistenz und reduziert Fehler.
Ja. Durch die Wiederverwendung von MJF-Pulver, das sonst als Abfall entsorgt würde, werden die Ziele der Kreislaufwirtschaft und ESG-Initiativen unterstützt. Außerdem wird die Abhängigkeit von neuen Rohstoffen verringert und Unternehmen können ihren Beitrag zur Deponiebelastung minimieren.
Zu den sekundären Vorteilen gehören: Bestandsoptimierung (Umwandlung von überschüssigem MJF-Pulver in brauchbares Material), höherer ROI für MJF-Systeme durch technologieübergreifende Synergien, weniger Materialentsorgung, vereinfachte Abfallwirtschaft, größere betriebliche Flexibilität in Forschung und Prototyping.
Sinterit stellt eine kostenlose Kalkulationstabelle zum Download bereit. Nachdem du deinen Druck in Sinterit Studio vorbereitet hast, kannst du Slice-Dateidaten, Pulvermenge und Arbeitskosten eingeben, um individuelle Kostenprognosen zu erstellen. So kannst du verschiedene Szenarien mit präzisen finanziellen Einblicken modellieren.
Der Cadmix II ist ein Hochgeschwindigkeits-Pulvermischer zum Homogenisieren von vewendetem PA12 mit Additiven. Er automatisiert einen Großteil des Aufbereitungsprozesses, reduziert den manuellen Arbeitsaufwand und sorgt für eine gleichmäßige Mischung – was zu zuverlässigeren Druckergebnissen und einem geringeren Gesamtaufwand pro Charge führt.
Ja – mit der richtigen Prozesskontrolle. Zwar führt jeder Pulverzyklus letztendlich zu einer gewissen Verschlechterung, aber durch konsequente Überwachung und den Einsatz von Additiven kann die Lebensdauer des Pulvers durch mehrmalige Wiederverwendung verlängert werden. In Kombination mit der Parameterflexibilität der Lisa X unterstützt dies nachhaltige langfristige Druckstrategien.
Mehr erfahren: Wie man MJF PA12 im SLS-Druck auf Lisa X wiederverwenden kann.
