Achtung Wasserstoff: Vorsicht vor feuchtem Metallpulver!

Feuchtigkeit als unsichtbarer Feind im Pulverbett

Metallpulver für die additive Fertigung haben eine enorme spezifische Oberfläche. Das bedeutet, dass sie hygroskopisch wirken – sie ziehen unweigerlich Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft an. Besonders kritisch ist dies bei reaktiven Materialien wie Aluminiumlegierungen (AlSi10Mg). Ein offener Pulverbehälter an einem schwülen Sommertag kann ausreichen, um die Pulverqualität irreparabel zu schädigen.

Wenn feuchtes Pulver im Laser-Pulverbett-Prozess (PBF-LB/M) aufgeschmolzen wird, dissoziiert das an der Pulveroberfläche gebundene Wasser (H2O) bei den extremen Temperaturen in Sauerstoff und Wasserstoff. Während der Sauerstoff zu Oxid-Einschlüssen führt, löst sich der Wasserstoff exzellent in der flüssigen Aluminiumschmelze. Kühlt das Schmelzbad jedoch blitzartig ab, sinkt die Löslichkeit für Wasserstoff drastisch. Das Gas kann nicht schnell genug entweichen und bleibt in Form feiner, kreisrunder Poren (Wasserstoffporosität) im Bauteil gefangen.

Folgen und Präventionsmaßnahmen

Die Folgen von massiver Wasserstoffporosität sind gravierend: Ein drastischer Abfall der Zugfestigkeit und vor allem der Duktilität. Das Bauteil bricht oft unvorhersehbar.

So lagern Sie Pulver richtig:

• Klimatisierte Lagerung: Metallpulver sollte stets in speziellen Trockenschränken (Dry Cabinets) bei unter 5 % relativer Luftfeuchtigkeit oder direkt in Argon-gefluteten Behältern gelagert werden.
• Vakuumverpackung: Neu bezogenes Pulver sollte bis unmittelbar vor der Verwendung in der originalen Vakuumverpackung verbleiben.
• Pulvertrocknung: Hat das Pulver bereits Feuchtigkeit gezogen, kann es in speziellen Vakuum-Trockenöfen schonend "ausgeheizt" werden (häufig bei 60–80°C im Vakuum). Eine Überprüfung der Restfeuchte sollte vor dem Drucklauf obligatorisch sein.

Nur ein streng kontrolliertes Pulverhandling garantiert reproduzierbare und porenfreie Druckbauteile von industrieller Qualität.