Metall-3D-Druck-Pulver

Überblick über Metall-3D-Druck-Pulver

Metall-3D-Druckpulver ist das Rohmaterial, das in verschiedenen Verfahren der additiven Fertigung von Metall verwendet wird, um dreidimensionale Metallteile Schicht für Schicht herzustellen. Im Gegensatz zur traditionellen subtraktiven Fertigung, bei der Material entfernt wird, werden bei der additiven Fertigung Bauteile durch Schmelzen und Verschmelzen von Material auf der Grundlage eines digitalen 3D-Modells aufgebaut.

Metallpulver, die im 3D-Druck verwendet werden, ermöglichen die Herstellung komplizierter, leichter und leistungsstarker Metallteile mit komplexen Geometrien, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer oder gar nicht hergestellt werden können. Zu den gängigsten Metall-3D-Drucktechnologien, bei denen Metallpulver zum Einsatz kommen, gehören:

• Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS) - Verwendet einen Laser zum selektiven Schmelzen und Verschmelzen von Metallpulverschichten auf der Grundlage eines 3D-CAD-Modells.
• Elektronenstrahlschmelzen (EBM) - Verwendet einen Elektronenstrahl im Vakuum, um Pulver zu schmelzen und Schicht für Schicht zu verschmelzen.
• Binder Jetting - Flüssiges Bindemittel wird selektiv aufgetragen, um Pulvermaterialien zu verbinden, die später in einem Sinterofen mit Bronze aufgegossen werden.

Metall-3D-Druck-Pulvertypen

Herstellung von Metallpulvern

Eigenschaften von Metallpulvern

Zu den wichtigsten Pulvereigenschaften für den 3D-Druck gehören:

Partikelgröße und -verteilung wirken sich direkt auf Pulverfluss, Schmelzleistung, Oberflächenqualität, Porosität und mechanische Eigenschaften aus. Feinere Größen verbessern die Auflösung, während größere Größen die Kosten senken. Eine Mischung ist ideal.

Pulverform und Oberflächenbeschaffenheit bestimmen die Reibung zwischen den Partikeln, die Fließfähigkeit, die Streichfähigkeit und die Schüttdichte. Glatte, kugelförmige Pulver fließen und verteilen sich optimal bei hoher Packungsdichte.

Die Steuerung von Pulvereigenschaften und die Anpassung von Legierungen erfordern Fachwissen in den Bereichen Metallurgie, Pulverherstellung, additive Fertigungsverfahren und Werkstoffkunde.

Anwendungen von Metall-3D-Druckpulver

Metall-3D-Druck-Pulver Lieferanten

Es gibt mehrere weltweit führende Anbieter, die Standard- und kundenspezifische Metallpulver speziell für den 3D-Druck herstellen:

Die Fähigkeit des Lieferanten, die Legierungschemie anzupassen, die Pulvereigenschaften zu verändern, die Konsistenz von Charge zu Charge zu gewährleisten und an der Qualität der Teile mitzuarbeiten, sind wichtige Faktoren bei der Entscheidung über die Beschaffung von Pulver.

Kosten für Metallpulver

Metallpulver-Spezifikationen

Die Industrienormen für Spezifikationen, Prüfverfahren und Pulverzertifizierung entwickeln sich weiter:

Wichtige Pulvereigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Fließgeschwindigkeit, Dichte und Zusammensetzung werden gemäß diesen Spezifikationen geprüft. Die Kunden können von den Metallpulverherstellern zusätzliche Prüfdaten, Chargenanalyseberichte und Konformitätsbescheinigungen verlangen.

Vor- und Nachteile von Metall-3D-Druckpulvern

Die Zukunft der Metall-3D-Druck-Pulver

Die wichtigsten Trends, die den künftigen Fahrplan für Metallpulver bestimmen:

Neue Legierungen: Eine größere Auswahl an Legierungen, die den Eigenschaften von geschmiedetem Aluminium und Titan entsprechen, wird den Einsatz in Strukturbauteilen erweitern. Die FuE-Arbeiten zu hochfesten Stählen, Kupferlegierungen und Edelmetallen laufen.

Verbesserte Puder: Strengere Kontrollen von Größenverteilung, Form und Mikrostruktur werden zu Pulvern führen, die auf spezifische AM-Prozesse und Anwendungen zugeschnitten sind. Dies verbessert die Qualität und die Materialeigenschaften.

Recycling-Systeme: Eine branchenübergreifende Infrastruktur zur Sammlung, Charakterisierung und Wiederverwendung von Metallpulvern in einem geschlossenen Kreislauf wird den 3D-Druck nachhaltiger machen.

Automatisierte Arbeitsabläufe: Rationalisierte Arbeitsabläufe für die Handhabung von Pulver unter Verwendung von Behältern, Sensoren und fahrerlosen Transportsystemen werden die Sicherheit, Konsistenz und Produktivität verbessern.

Infrastruktur für die Zertifizierung: Zentralisierte Institute, die Pulverzertifizierungs- und Bauteilqualifizierungsdienste anbieten, werden in kritischen Branchen wie der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt das Vertrauen in die Einführung von AM stärken.

Spezialisierung: Systemhersteller, Metallpulverproduzenten, Teilekäufer, Softwareunternehmen und Materialwissenschaftler, die sich auf Nischenaspekte der AM-Wertschöpfungskette spezialisiert haben, werden gezielte Innovationen vorantreiben.

Kostensenkung: Ansätze wie die Herstellung von Massenpulver, standardisierte Legierungen, automatisierte Nachbearbeitung und digitale Bestandsverwaltung werden die Wirtschaftlichkeit verbessern.

Bei anhaltenden Fortschritten in diesen Bereichen ist die Industrialisierung und die allgemeine Einführung des 3D-Metalldrucks in den nächsten zehn Jahren in mehreren Schlüsselmärkten mit einem starken Wachstum zu rechnen.

FAQ

F: Welches ist das am häufigsten verwendete Metallpulver im 3D-Druck?

A: Edelstahl 316L ist aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit das heute am häufigsten verwendete Metallpulver. Andere beliebte Optionen sind Titan Ti64 und Aluminium AlSi10Mg.

F: Wie wähle ich das richtige Metallpulver für eine Anwendung aus?

A: Die wichtigsten Überlegungen betreffen die Betriebstemperatur, die Korrosionsbeständigkeit, die Verschleißfestigkeit, die Bauteilfestigkeit, die Gewichtsanforderungen, die Anforderungen an die Leitfähigkeit, die Biokompatibilität, den Lebensmittelkontakt und die Nachbearbeitungsbedingungen. Besprechen Sie die Anwendungsdetails mit den Pulverherstellern, um Legierungsempfehlungen zu erhalten.

F: Verbessert die Verwendung von feinerem Metallpulver die Qualität der Teile?

A: Feinere Pulver (~10-45 Mikrometer) verbessern die Auflösung, Oberflächengüte und Präzision, da dünnere Schichten aufgeschmolzen werden können. Dies senkt jedoch die Herstellungsgeschwindigkeit und erhöht die Kosten. Das Mischen von feinen und groben Partikeln bietet einen ausgewogenen Ansatz.

F: Wie werden Metallpulver bei der Lagerung und Handhabung sicher und frei von Verunreinigungen gehalten?

A: Metallpulver sind hochreaktiv und anfällig für Oxidation. Auch die Feuchtigkeitsaufnahme verschlechtert mit der Zeit die Qualität des Pulvers. Daher sind Inertgasatmosphären, Vakuumlagerung, versiegelte Behälter und minimale Sauerstoff-/Wasserexposition bei automatisiertem Pulverhandling unerlässlich.

F: Können Metallpulver wiederverwendet werden, um die Materialkosten beim 3D-Druck zu senken?

A: Ja, aber die Wiederverwendung ist mit Bedingungen verbunden. Unbenutztes Pulver kann wiederverwendet werden, aber es sind umfangreiche Tests erforderlich, um Verunreinigungen, Schwankungen in der Partikelgrößenverteilung oder der Zusammensetzung während mehrerer Zyklen festzustellen. Eine solche Charakterisierung ist mit zusätzlichen Kosten und Risiken verbunden.

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