Forscher der österreichischen Montanuniversität Leoben arbeiten in einem Projekt an der Entwicklung ressourceneffizienter Herstellungsweger für Seltenerdmagnete, wie Neodym-Eisen-Bor (Ne-Fe-B)-Hartmagnete. Dabei kam als wichtiger Baustein der FFF-3D-Druck zum Einsatz. Wir stellen die Arbeit der Forscher vor.
An der Montanuniversität in Leoben wird im Rahmen des von 2015 bis 2017 gelaufenen Projektes REProMag, das den Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung als Projektpartner hatte, an der Entwicklung ressourceneffizienten Herstellungswegen für Seltenerdmagnete wie Neodym-Eisen-Bor (Ne-Fe-B)-Hartmagnete gearbeitet. Diese werden oft in Generatoren von Windkraftanlagen eingesetzt. Die Neuentwicklungen sollen mit einer hundertprozentigen abfallfreien Prozesskette auf Basis von wiederverwerteten Materialien entstehen, wie die Universität in einer Pressemitteilung erklärt. Im Februar haben wir die Arbeit der Forscher der TU Graz vorgestellt, die mit 3D-Drucker umweltfreundlichere Hochleistungsmagnete herstellen.
Details zum Forschungsprojekt „REProMag“
Das Forschungsprojekt namens „REProMag“ der Montanuniversität Leoben wurde in ein EU-finanziertes Forschungs- und Innovationsprogramm aufgenommen. Die Förderung und Aufbereitung der Ausgangsstoffe geschah bisher mit für die Umwelt belastenden Methoden. Es ist das dritte Projekt aus Leoben, das in den Innovation-Radar aufgenommen wurde. Dabei handelt es sich um eine Initiative der Europäischen Kommission zur Sichtbarmachung von Neuerungen mit hohem Potenzial in EU-finanzierten Forschungs- und Innovationsrahmenprogrammen.
An der Universität Birmingham entstand eine Methode, mit der Ne-Fe-B-Hartmagnete recycelt werden können. Das dient als Grundlage für die Leobner Forscher. Das Material, das beim Aufbereitungsprozess gewonnen wird, lässt sich mit Kunststoffen mischen. Das für die weitere Verarbeitung optimierte Rohmaterial kann zum Beispiel für Pulverspritzgießen und für den 3D-Druck verwendet werden.
3D-Druck mit Fused Filament Fabrication (FFF)
Am Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung an der Montanuniversität Leoben konzentrierten sich die Forscher auf den 3D-Druck mit dem Fused Filament Fabrication (FFF)-3D-Druckverfahren und nahmen sich die Materialzusammensetzung der Filamente für den Druck vor. Um ein möglichst dichtes und porenfreies Bauteil zu erhalten, war ein hoher Anteil an Ne-Fe-B-Pulver wichtig. Auch der Mischvorgang war für die Forscher ein wichtiges Thema.
Im SDS-Verfahren (shape, debind, sinter) wurden die entwickelten Filamente zunächst bei der Firma HAGE Sondermaschinenbau GmbH & Co KG zu komplexen Formen verdruckt. Die Firma OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG kümmerte sich um das Entbindern und Sintern. Dazu haben sie zuerst den Kunststoff durch Hitze oder Lösungsmittel entfernt und dann in einem Sinterofen knapp an den Schmelzpunkt gebracht. Fertig war das massive Bauteil.