Metallbinder-Jet-Lösung (MBJ)

Inhaltsübersicht

Überblick über die Metallbinder-Jet-Lösung

Metallbindemittelstrahlverfahren (MBJ) ist eine revolutionäre 3D-Drucktechnologie, die die Herstellung komplexer Metallteile ermöglicht, indem Metallpulverpartikel Schicht für Schicht miteinander verbunden werden. Dieser innovative Ansatz verändert die Fertigungslandschaft und bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Designflexibilität, Produktionsgeschwindigkeit und Kosteneffizienz.

Im Gegensatz zu anderen additiven Fertigungsverfahren beruht das Binder Jetting nicht auf dem Schmelzen des Metallpulvers. Stattdessen wird ein flüssiges Bindemittel selektiv auf ein Metallpulverbett aufgebracht und bildet eine Schicht mit der gewünschten Form. Dieser Vorgang wird wiederholt, wobei das Teil Schicht für Schicht aufgebaut wird, bis es vollständig ist. Nach dem Druck wird das Teil einem Nachbearbeitungsschritt unterzogen, z. B. dem Sintern, um das Pulver zu einem festen Metallteil zu verschmelzen.

Hauptmerkmale des Metallbinderstrahlens

  • Keine Wärme involviert: Eliminiert thermische Spannungen und Verformungen, die bei anderen 3D-Druckverfahren üblich sind.
  • Hohe Geschwindigkeit: Schnellere Produktionszeiten im Vergleich zu traditionellen Methoden.
  • Kostengünstig: Weniger Materialabfall und Energieverbrauch.
  • Flexibilität bei der Gestaltung: Herstellung komplexer Geometrien, die mit herkömmlichen Techniken schwierig oder unmöglich sind.
MBJ

Arten und Eigenschaften von Metallpulvern für das Bindemittelstrahlverfahren

Metallpulver sind für den Erfolg des Binder-Jetting-Verfahrens von entscheidender Bedeutung. Im Folgenden werden spezifische Metallpulvermodelle, ihre Zusammensetzungen, Eigenschaften und Merkmale erörtert.

MetallpulverZusammensetzungEigenschaftenMerkmale
316L-EdelstahlEisen, Chrom, Nickel, MolybdänHohe Korrosionsbeständigkeit, gute mechanische EigenschaftenIdeal für medizinische und Lebensmittelanwendungen
17-4 PH EdelstahlEisen, Chrom, Nickel, KupferHohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, wärmebehandelbarEinsatz in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie
Inconel 625Nickel, Chrom, Molybdän, NiobAusgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, OxidationsbeständigkeitGeeignet für die Luft- und Raumfahrt und die chemische Industrie
Inconel 718Nickel, Chrom, Eisen, Niobium, MolybdänHohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, gute KorrosionsbeständigkeitBevorzugt in der Luft- und Raumfahrt und bei Gasturbinen
Kobalt-ChromKobalt, Chrom, MolybdänHohe Verschleißfestigkeit, BiokompatibilitätVerwendung in medizinischen Implantaten und Zahnersatz
Aluminium 6061Aluminium, Magnesium, SiliziumLeichtes Gewicht, gute mechanische Eigenschaften, KorrosionsbeständigkeitÜblich in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie
Titan Ti-6Al-4VTitan, Aluminium, VanadiumHohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, BiokompatibilitätWeit verbreitet in der Medizin und der Luft- und Raumfahrt
KupferReines KupferAusgezeichnete thermische und elektrische LeitfähigkeitWird in der Elektronik und in Wärmetauschern verwendet
BronzeKupfer, ZinnGute Verschleißfestigkeit, BearbeitbarkeitHäufig für künstlerische und historische Restaurierungen verwendet
Werkzeugstahl (M2)Eisen, Wolfram, Molybdän, ChromHohe Härte, VerschleißfestigkeitGeeignet für Schneidwerkzeuge und Matrizen

Anwendungen von Metallbinder-Jetting-Lösungen

Das Jetten von Metallbindern bietet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen. Hier sehen Sie, wie es sich auf verschiedene Sektoren auswirkt:

IndustrieAnwendungenVorteile
Luft- und RaumfahrtTurbinenschaufeln, StrukturkomponentenLeichte, hochfeste Teile, Designflexibilität
AutomobilindustrieMotorkomponenten, Halterungen, ZahnräderGeringeres Gewicht, komplexe Geometrien, Rapid Prototyping
MedizinischeImplantate, chirurgische InstrumenteBiokompatible Materialien, Sonderanfertigungen
ZahnärztlicheKronen, Brücken, ZahnersatzPräzision, Individualisierung, schnelle Produktion
KonsumgüterSchmuck, Brillen, SonderanfertigungenGestaltungsfreiheit, Personalisierung, kostengünstige Produktion
IndustriellWerkzeuge, Vorrichtungen, GussformenLanglebige, hochleistungsfähige Teile, kurze Lieferzeiten
ElektronikKühlkörper, Anschlüsse, GehäuseEffizientes Wärmemanagement, präzise Konstruktionen
EnergieTurbinenkomponenten, WärmetauscherHochtemperaturbeständigkeit, Langlebigkeit

Spezifikationen, Größen, Güteklassen und Normen

Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, die Spezifikationen, Größen, Qualitäten und Normen für Metallpulver und den Binder-Jetting-Prozess zu kennen.

MetallpulverGrößenbereich (µm)KlasseNormen
316L-Edelstahl15-45ASTM F138ASTM, ISO 5832-1
17-4 PH Edelstahl20-53ASTM A564ASTM, SAE AMS 5643
Inconel 62515-45ASTM B443ASTM, UNS N06625
Inconel 71815-53AMS 5662ASTM, AMS 5663
Kobalt-Chrom20-50ASTM F75ISO 5832-4, ASTM F1537
Aluminium 606120-63ASTM B209ASTM, SAE AMS 4027
Titan Ti-6Al-4V15-45ASTM F136ASTM, ISO 5832-3
Kupfer15-45ASTM B152ASTM, UNS C11000
Bronze20-63ASTM B584ASTM, UNS C83600
Werkzeugstahl (M2)15-45ASTM A600ASTM, UNS T11302

Lieferanten und Preisangaben

Die Suche nach dem richtigen Lieferanten und die Kenntnis der Preisdetails sind für die Budgetierung und Projektplanung von entscheidender Bedeutung.

AnbieterAngebotene MetallpulverPreisgestaltung (pro kg)Kontaktinformationen
SandvikNichtrostende Stähle, Werkzeugstähle, Titanlegierungen$100 – $250www.materials.sandvik/contact
HöganäsRostfreie Stähle, Werkzeugstähle, Bronze$80 – $200www.hoganas.com/contact
Zimmerer-ZusatzstoffNickellegierungen, Titanlegierungen, nichtrostende Stähle$120 – $300www.carpenteradditive.com/contact
GKN-ZusatzstoffRostfreie Stähle, Werkzeugstähle, Kupfer$90 – $220www.gknpm.com/contact
AP&C (GE-Zusatzstoff)Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen$150 – $350www.ge.com/additive/contact
LPW-TechnologieNichtrostende Stähle, Nickellegierungen, Kobalt-Chrom$130 – $320www.lpwtechnology.com/contact
TLS TechnikWerkzeugstähle, rostfreie Stähle, Nickellegierungen$110 – $270www.tls-technik.de/contact
Praxis PulvertechnologieAluminiumlegierungen, rostfreie Stähle, Bronze$85 – $210www.praxispowdertech.com/contact
Arcam (GE Additive)Titanlegierungen, Kobalt-Chrom, Nickellegierungen$140 – $330www.arcam.com/contact
Oerlikon MetcoNickellegierungen, Titanlegierungen, nichtrostende Stähle$120 – $310www.oerlikon.com/metco/contact

Pro und Contra im Vergleich: Vorteile und Einschränkungen

Wie jede Technologie hat auch das Metallbindemittel-Jetting seine Vor- und Nachteile. Lassen Sie uns die Vorteile und Einschränkungen vergleichen, um ein ausgewogenes Bild zu erhalten.

AspektVorteileBeschränkungen
Flexibilität bei der GestaltungKomplexe Geometrien lassen sich leicht erstellenBegrenzt durch die Größe des Pulverbettes
ProduktionsgeschwindigkeitSchnellere Produktion im Vergleich zu traditionellen MethodenKann Nachbearbeitung erfordern
MaterialnutzungMinimaler Abfall, effiziente Nutzung von MaterialienBegrenzt auf bestimmte Metallpulver
Kosten-WirksamkeitSenkung des Energieverbrauchs und der MaterialkostenHohe Kosten für die Ersteinrichtung
Thermische BelastungKeine thermische VerformungErfordert eine sorgfältige Kontrolle von Bindemittel und Pulver
OberflächeGute Oberflächenbeschaffenheit im DruckzustandFür einige Anwendungen kann eine zusätzliche Nachbearbeitung erforderlich sein
Mechanische EigenschaftenVergleichbar mit geschmiedeten MaterialienDer Sinterprozess kann die endgültigen Eigenschaften beeinflussen
MBJ

FAQs

Was ist Metallbinderstrahlen?

Metal Binder Jetting ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem ein flüssiges Bindemittel verwendet wird, um Schichten von Metallpulver miteinander zu verbinden und so komplexe Metallteile herzustellen.

Was ist Metallbindemittel-Jetting?

Metallbindemittel-Jetting ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein flüssiges Bindemittel verwendet wird, um Metallpulverpartikel selektiv Schicht für Schicht zusammenzukleben und so ein 3D-Objekt zu erzeugen. Das Verfahren ähnelt der Funktionsweise eines Tintenstrahldruckers, aber statt Tinte auf Papier wird ein Bindemittel auf Metallpulver verwendet.

Wie funktioniert das?

  1. Erstellen Sie ein 3D-Modell: Entwerfen Sie Ihr Teil mit CAD-Software.
  2. Schneiden Sie das Modell: Bereiten Sie das Modell für den Druck vor, indem Sie es in dünne Schichten schneiden.
  3. Drucken:
    • Eine dünne Schicht aus Metallpulver wird auf einer Plattform verteilt.
    • Ein Tintenstrahldruckkopf trägt das Bindemittel auf das Pulver auf und verklebt die Partikel entsprechend dem aufgeschnittenen Modell.
    • Die Plattform senkt sich, und eine neue Schicht Pulver wird aufgetragen.
    • Dieser Vorgang wiederholt sich und baut das Teil Schicht für Schicht auf.
  4. Nachbearbeitung:
    • Das gedruckte Teil ist schwach und benötigt eine Ausbrennphase des Binders, um den temporären Binder zu entfernen.
    • Schließlich wird das Teil in einem Ofen bei hohen Temperaturen gesintert, um die Metallpartikel zu verschmelzen und die endgültige Festigkeit und Dichte zu erreichen.

Was sind die Vorteile des Metallbinderstrahlens?

  • Schnelleres Drucken: Im Vergleich zu anderen 3D-Metalldruckverfahren wie dem Laser-Pulverbett-Verfahren kann das Binder-Jetting deutlich schneller sein.
  • Potenzial für die Massenproduktion: Binder Jetting eignet sich aufgrund seiner Geschwindigkeit und der Möglichkeit, komplexe Geometrien zu drucken, gut für die Großserienproduktion.
  • Breitere Materialpalette: Sie kann mit einer Vielzahl von Metallpulvern arbeiten, darunter Edelstahl, Inconel und Titan.

Was sind die Grenzen des Metallbindemittelstrahlens?

  • Teilstärke: Durch das Sintern werden die Teile zwar stärker, aber nicht ganz so stark wie die mit anderen additiven Fertigungsverfahren hergestellten Teile.
  • Oberflächenbehandlung: Die Oberfläche bindergespritzter Teile kann rauer sein als bei anderen Verfahren. Für eine glattere Oberfläche können Nachbearbeitungstechniken wie die maschinelle Bearbeitung erforderlich sein.

Was sind einige Anwendungen des Metallbinderstrahlens?

  • Komponenten für die Luft- und Raumfahrt: Leichte und komplexe Teile für Flugzeuge und Raumfahrzeuge.
  • Medizinische Geräte: Kundenspezifische Implantate und chirurgische Instrumente.
  • Autoteile: Prototypen und Kleinserienfertigung komplexer Bauteile.

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MET3DP Technology Co., LTD ist ein führender Anbieter von additiven Fertigungslösungen mit Hauptsitz in Qingdao, China. Unser Unternehmen ist spezialisiert auf 3D-Druckgeräte und Hochleistungsmetallpulver für industrielle Anwendungen.

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