RETURN II - EU Projekt

Geschlossener Kreislauf bei der additiv-subtraktiven Fertigung von Titanbauteilen

Ziel des Projekts RETRUN II war die Entwicklung und Optimierung eines geschlossenen Recyclingprozesses für Titanschrott zur Herstellung von hochwertigen sphärischen Legierungspulvern für additive Fertigungsverfahren. Die Prozessentwicklung wurde von der Erstellung eines digitalen Zwillings zur Vorhersage der Pulverqualität auf der Grundlage unterschiedlicher Prozessparameter begleitet.

Ziel des Projekts RETURN II war die Entwicklung eines geschlossenen Recyclingprozesses für Titanabfälle aus der subtraktiven Fertigung zur Herstellung von sphärischen Metallpulvern für additive Fertigungsverfahren. Das Projekt betrachtete den gesamten Produktlebenszyklus von der Chipherstellung bis zur Verarbeitbarkeit und Qualität der erzeugten Metallpulver. Im Rahmen des Projekts wurden Strategien und Lösungen entwickelt, die sicherstellen sollen, dass die Titanspäne in reiner Form und mit möglichst wenigen Verunreinigungen geliefert werden. Dies ermöglichte das Recycling von Titanspänen und -pulver für die Herstellung neuer hochleistungsfähiger additiv gefertigter Titanbauteile. Zur Entfernung von anhaftenden Kühlschmierstoffen wurde ein umweltfreundliches und effizientes Waschmedium erfolgreich im industriellen Maßstab getestet. Das anschließende Verdichten von Spänen anderer Werkstoffe ist bereits Stand der Technik und zeigte bei der Anwendung auf Titanspäne erwartungsgemäß eine hohe Effektivität.

Es wurde ein innovativer Ansatz für das Recycling von Titanspänen aus Bearbeitungs- und Pulverrückständen zur Herstellung von Elektroden vorgestellt. Die recycelten Titanspäne werden durch heißisostatisches Pressen (HIP) zu Elektroden verdichtet. Die recycelten heißisostatisch gepressten Titanelektroden erwiesen sich als geeignet für den Einsatz in Pulververdüsungsprozessen, wobei keine Unterschiede in der Qualität des entstehenden Pulvers festzustellen waren. Insbesondere der Gehalt an Verunreinigungen wurde so weit reduziert, dass die Spezifikation für Titan Grade 5 eingehalten werden konnte. Die anschließende Bewertung der Bauteileigenschaften von additiv gefertigten Teilen, die aus rezykliertem Pulver hergestellt wurden, zeigte ebenfalls keine signifikanten Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu Bauteilen, die aus Standardpulver hergestellt wurden. Die Zerspanbarkeit von additiv gefertigten Teilen aus Recyclingpulver wurde ebenfalls untersucht, und die Ergebnisse deuten auf einen vergleichbaren Werkzeugverschleiß und Kantenzonencharakter nach der Bearbeitung hin, wenn man sie mit Proben aus Standardpulver vergleicht.