3D-printen metaalpoeder

3d printen met metaalpoeder zorgt voor een revolutie in de productie in sectoren als de lucht- en ruimtevaart, de medische sector en de automobielsector. Met deze geavanceerde additieve productietechnologie kunnen complexe metalen onderdelen rechtstreeks uit 3D CAD-gegevens worden gemaakt door lagen fijn metaalpoeder selectief te smelten.

Deze uitgebreide gids onderzoekt alle aspecten van 3D-printen met metaalpoeder om u te helpen de technologie en toepassingen te begrijpen.

Overzicht van 3D-printen met metaalpoeder

Metaal 3D-printen, ook bekend als Direct Metal Laser Sintering (DMLS) of Selective Laser Melting (SLM), is een additief productieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een krachtige laser om fijn metaalpoeder samen te smelten tot solide 3D-objecten.

Een 3D-printer bouwt metalen onderdelen laag voor laag op uit poedervormige metalen materialen zoals aluminium, titanium, nikkellegeringen en roestvrij staal. De technologie biedt ongeëvenaarde ontwerpvrijheid en indrukwekkende materiaaleigenschappen die ongeëvenaard zijn door traditionele productie.

Belangrijke details over 3D-printen met metaalpoeder:

Deze additieve productiemethode levert talloze voordelen op ten opzichte van traditionele subtractieve technieken zoals CNC-bewerking, zoals grotere ontwerpvrijheid, consolidatie van onderdelen, snelle prototyping en aanzienlijke gewichtsvermindering. De mogelijkheid om complexe metalen componenten in 3D te printen maakt belangrijke innovaties in alle sectoren mogelijk.

Metaalpoeder 3D-printprocessen

Er zijn verschillende vergelijkbare poederbedfusietechnologieën die worden gebruikt voor 3D-printen van metaal:

Metaalpoederbedfusieprocessen

De meest gebruikte technologieën zijn DMLS en SLM. Beiden maken gebruik van een krachtige ytterbium-vezellaser om het metaalpoeder volledig te smelten en samen te smelten om 3D-objecten uit CAD-gegevens te laten groeien.

Het belangrijkste verschil tussen SLM en DMLS is dat SLM streeft naar volledig smeltende en dichte onderdelen, terwijl DMLS onderdelen kan produceren met enige porositeit tussen poederdeeltjes. De termen worden echter vaak door elkaar gebruikt.

Elektronenbundelsmelten (EBM) maakt gebruik van een warmtebron met elektronenbundels in plaats van een laser, waardoor hogere bouwsnelheden mogelijk zijn. Maar EBM kan alleen worden gebruikt met geleidende materialen zoals titanium- en nikkellegeringen.

Selectief lasersinteren (SLS) gebruikt lagere temperaturen om het poeder tot vaste delen te smelten zonder het volledige smeltpunt te bereiken. Dit levert meer poreuze metalen onderdelen op.

Metalen materialen voor 3D-printen met poederbed

Een reeks metalen en legeringen kan worden verwerkt tot fijne poeders voor gebruik in 3D-printtechnologieën met poederbedfusie:

Metalen voor 3D-printen met poederbed

De meest gebruikte metalen zijn titaniumlegeringen en aluminium vanwege hun hoge sterkte-gewichtsverhouding. Inerte nikkellegeringen zoals Inconel zijn populair in ruimtevaarttoepassingen. Roestvast staal- en gereedschapsstaalpoeders creëren duurzame metalen onderdelen met uitstekende hardheid en slijtvastheid.

Edelmetalen zoals goud, zilver en platina maken het direct 3D-printen van sieraden en luxe artikelen mogelijk. Op maat gemaakte medische implantaten maken vaak gebruik van biocompatibele legeringen zoals titanium of kobaltchroom.

Metaalpoeders voor AM worden geproduceerd door gas- of waterverneveling tot precieze deeltjesgroottes die optimaal zijn afgestemd op de resolutie van poederbedprinten.

Toepassingen van 3D-printen met metaalpoederbed

Metaaladditieve productie maakt de productie mogelijk van complexe, lichtgewicht onderdelen in de lucht- en ruimtevaart-, medische, tandheelkundige, automobiel- en industriële sectoren.

Industrietoepassingen van 3D-printen met metaalpoederbed:

In de lucht- en ruimtevaart wordt metaal AM gebruikt om lichtere structurele componenten van vliegtuigen te vervaardigen, zoals titaniumbeugels en roestvrijstalen landingsgestelonderdelen met geoptimaliseerde sterkte-gewichtseigenschappen.

De technologie is ideaal voor op maat gemaakte medische implantaten, zoals heupgewrichten, die aansluiten bij de anatomie van de patiënt en de belasting beter verdelen. Metaalprinten stroomlijnt de automobielproductie door middel van consolidatie van onderdelen en geoptimaliseerde lichtgewichtontwerpen.

Voor industrieën zoals spuitgieten verhogen 3D-geprinte conforme koelkanalen in gereedschappen de productiviteit aanzienlijk. Juweliers maken gebruik van het proces voor unieke sieradencreaties in edele metalen.

Voordelen van 3D-printen met metaalpoederbed

Van prototypes tot productieonderdelen voor eindgebruik, metaal-AM biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van conventionele fabricageprocessen zoals machinale bewerking of metaalgieten:

Belangrijkste voordelen van 3D-printen met metaalpoederbed

• Ontwerpvrijheid – Creëer complexe organische vormen en interne roosters die onmogelijk zijn met subtractieve methoden
• Sneller proces – Additief proces zonder gereedschap, weinig afval – ga rechtstreeks van CAD naar metalen onderdeel
• Gewichtsreductie – Optimaliseer de topologie voor lichtere, sterkere metalen componenten
• Consolidatie van onderdelen – Combineer assemblages tot één 3D-geprint onderdeel om productiestappen te verminderen
• Snelle prototyping – Test ontwerpen van metalen onderdelen snel tijdens de ontwikkeling
• Aangepaste onderdelen – Pas medische implantaten en andere metalen onderdelen eenvoudig aan
• Hoge sterkte – As-printed metalen onderdelen concurreren met traditionele methoden zoals gieten
• Verminder de voorraad – Print on-demand metalen reserveonderdelen, geen pre-productie
• Afvalvermindering – Het additieve proces heeft materiaalverspilling onder de 5%

De geoptimaliseerde eigenschappen van metalen AM-onderdelen, zoals conformele koelkanalen in mallen of complexe roosterstructuren in implantaten, zijn onmogelijk te produceren door middel van frees- of gietprocessen.

Het 3D-printen van complexe of op maat gemaakte metalen onderdelen rechtstreeks vanuit CAD-gegevens minimaliseert ook productiestappen ten opzichte van subtractieve methoden die uitgebreide gereedschappen, bewerkingen en assemblage vereisen. Er zijn enorme tijd- en kostenbesparingen, waardoor het ideaal is voor productie in kleine volumes.

Beperkingen en uitdagingen bij het printen van metaalpoederbedden

Ondanks de vele voordelen zijn er enkele beperkingen waarmee u rekening moet houden bij het gebruik van 3D-printen met metaalpoederbed:

Beperkingen van 3D-printen met metaalpoederbed

• Hoge machinekosten – Metaal 3D-printers beginnen rond de $100.000. Grote systemen overschrijden $1M
• Beperkte onderdeelgrootte – Bouw momenteel volumes van minder dan 500 mm x 500 mm x 500 mm
• Nabewerking – Extra arbeid voor het verwijderen van steunen en oppervlakteafwerking
• Anisotroop materiaal – Mechanische eigenschappen variëren afhankelijk van de bouworiëntatie
• Normen nodig – Voor de lucht- en ruimtevaart en de medische sector, zonder poeder- en procesnormen
• Beperkte materiaalopties – Er zijn minder legeringen beschikbaar dan gieten of MIM-poedermetallurgie
• Porositeitsproblemen – Het proces kan kleine interne holtes creëren, afhankelijk van de parameters
• Beheer van ongebruikte poeders – Behandeling van metaalpoeder, vereisten voor recycling

De beperkingen van de printerkosten en de bouwgrootte kunnen de adoptie van metaal-AM beperken tot relatief lage productievolumes. Ondersteuningsconstructies en overhangende delen van bouwplaten vereisen ook nabewerking, zoals machinale bewerking.

Er is sprake van een voortdurende ontwikkeling van industriestandaarden voor materialen, processen en poederverwerking, nu de adoptie zich verspreidt naar sterk gereguleerde sectoren. Momenteel is slechts een subset van metaallegeringen beschikbaar als geoptimaliseerde voorgelegeerde poeders voor AM.

Anisotrope materiaaleigenschappen, waarbij de sterkte varieert tussen de bouwrichtingen X/Y en Z, vereisen ontwerp- en procescompensatie. Interne holtes of porositeitsproblemen moeten ook worden beperkt door de ideale verwerkingsparameters in te stellen.

Metaalpoederbed 3D-printproces

Het 3D-printproces met poederbedfusie voor metalen omvat het verspreiden van dunne lagen metaalpoeder en het selectief smelten ervan om onderdelen op te bouwen:

Metaalpoederbed Fusion 3D-printproces:

Het proces begint met een 3D CAD-model, meestal in STL-formaat, dat wordt verwerkt door slicersoftware. Hierdoor wordt het model in lagen verdeeld, waardoor in feite 2D-profielen voor elke laag worden gemaakt, en er worden bouwinstructies voor de printer gegenereerd.

De printer verspreidt met behulp van een wipersysteem een dunne laag metaalpoeder over het poederbed. De laserstraal gaat vervolgens over de laag en smelt het metaalpoeder selectief volgens het profiel van die laag.

De krachtige laser smelt metaaldeeltjes volledig samen tot een gestolde laag. De bouwplaat gaat vervolgens omlaag, waardoor de volgende laag vers poeder over de vorige laag kan worden verspreid. Het proces herhaalt zich totdat het volledige 3D-object van onder naar boven is opgebouwd.

Elk ongesinterd poeder fungeert als ondersteuning tijdens de opbouw. Na het printen wordt dit eenvoudigweg weggeborsteld, zodat het voltooide metalen onderdeel zichtbaar wordt. Vaak volgt er enige bewerking of oppervlakteafwerking om de 3D-geprinte oppervlakken glad te maken.

Powder Bed Fusion-printerhardware

Gespecialiseerde 3D-printsystemen voor metaal maken gebruik van poederbedfusietechnologie om metaalpoeders te verwerken. De kerncomponenten omvatten:

Onderdelen van de Powder Bed Fusion-printer:

Er is een krachtige ytterbiumvezellaser nodig om de metaalpoeders volledig te smelten en samen te smelten tot dichte delen. De dichtheid en focus van de laserenergie moeten strak worden gecontroleerd om ideale smeltbaden en binding te bereiken.

De laser focust tot op ongeveer 10 micron op het poederbed om de geometrie van elke opeenvolgende laag te bepalen. Galvospiegeloptiek stuurt de laser nauwkeurig over het bed.

Het metaalpoeder wordt door een harksysteem uit cartridges gedoseerd en gelijkmatig over het printgebied verspreid met een dikte van ongeveer 20-100 micron. Poeder wordt aan de voorkant van het systeem afgegeven en het overtollige poeder wordt aan de achterkant opgevangen.

Een inert gas zoals argon of stikstof vult de bouwkamer om oxidatie van reactieve metalen zoals aluminium of titanium te voorkomen. Het hele systeem wordt bestuurd door gespecialiseerde software die de laser, het poederbed en andere actuatoren integreert.

Poederbedfusieprocesparameters

Het optimaliseren van de verschillende procesparameters die betrokken zijn bij poederbedfusie is van cruciaal belang voor het produceren van hoogwaardige metalen onderdelen:

Belangrijke poederbedfusieprocesparameters:

Het laservermogen moet hoog genoeg zijn (doorgaans 100 W tot 400 W) om de metaalpoederdeeltjes volledig samen te smelten tot een vast onderdeel. Maar te veel kracht kan sleutelgateffecten veroorzaken.

Sneller scannen van de laser verhoogt de productiesnelheid, maar kan meer restspanningen en materiaalanisotropie veroorzaken. De arceringsafstand bepaalt de afstand tussen aangrenzende scansporen.

Dunnere poederlagen van ongeveer 20-50 micron verbeteren de resolutie, fijne details en oppervlakteafwerking. Het voorverwarmen van de bouwplaat helpt ook om spanningen te verminderen.

Parameteroptimalisatie is specifiek voor het poedermateriaal, de laseroptiek, de inerte gasstroom en andere onderling afhankelijke factoren. Om de ideale instellingen te kunnen instellen, is fijnafstemming nodig.

Nabewerkingsstappen voor metalen AM-onderdelen

Na het printen van complexe metalen onderdelen met behulp van poederbedfusie is doorgaans aanvullende nabewerking vereist:

Algemene nabewerkingsstappen voor metalen AM-onderdelen:

• Verwijderen van ondersteuningen – Verwijder ongesinterde poederondersteuningen door middel van trillingen, stralen, enz.
• Thermische spanningsverlichting – Onthard onderdelen om interne spanningen tijdens het proces te verlichten
• Oppervlaktebewerking – Traditionele methoden om oppervlakken glad te maken, zoals frezen, draaien en slijpen
• Heet isostatisch persen – Past hoge hitte en druk toe om de materiaaldichtheid te verbeteren
• Warmtebehandelingen – Pas de microstructuur aan met behulp van gecontroleerde verwarmings- en koelcycli
• Oppervlakteafwerking – Breng coatings aan, polijst afwerkingen voor de gewenste oppervlakte-eigenschappen

Steunpoeder wordt voorzichtig verwijderd met behulp van een combinatie van trillen, stralen met kralen of lucht en vacuümzuigen. Dit poeder kan vaak worden gezeefd en hergebruikt.

Gloeiwarmtebehandelingen helpen de spanningen te verlichten die worden veroorzaakt door de intense plaatselijke verwarming tijdens het lasersmelten. Extra oppervlaktebewerking verbetert de maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking.

Sommige toepassingen profiteren van heet isostatisch persen om onderdelen verder te verdichten door een hoge uniforme gasdruk toe te passen bij verhoogde temperaturen. Dit minimaliseert eventuele porositeit in geprinte onderdelen.

Gewenste materiaalmicrostructuren en -eigenschappen kunnen worden bereikt door middel van oplossen, veroudering of andere warmtebehandelingen die op maat zijn gemaakt voor de legering. Extra oppervlakteafwerkingsstappen zoals polijsten en coatings zorgen voor de vereiste oppervlaktekarakteristieken.

Industriële metaalpoeders voor additieve productie

Er zijn gespecialiseerde metaalpoeders ontwikkeld om ideale eigenschappen te bieden, zoals stroming, pakkingsdichtheid en laserabsorptie, wanneer ze worden verwerkt tijdens 3D-printen met poederbedfusie:

Metaalpoedereigenschappen en productiemethoden

Nauwkeurige deeltjesgrootteverdelingen tussen ongeveer 15-45 micron zijn vereist voor afdrukken met hoge resolutie, goede oppervlakteafwerking en adequate vloei-eigenschappen. Bolvormige poedermorfologieën maken een soepele aanvoer en verspreiding van het poeder over het bed mogelijk.

Chemische zuiverheid is van cruciaal belang om de beoogde prestaties van het gedrukte materiaal te bereiken. Elke oxidatie of verontreiniging kan de sterkte en ductiliteit verminderen.

De stroomsnelheden worden getest volgens de ASTM B213-standaard met behulp van een Hall-stroommetertrechter. Voor consistente poederlagen is een goede schijnbare poederdichtheid van meer dan ongeveer 4 g/cc nodig.

Gas- en waterverneveling zijn gebruikelijke technieken om bolvormige metaalpoeders te produceren die voldoen aan de eisen voor additieve productie. Poeders worden gezeefd om uniforme deeltjesgroottes te garanderen.

Een 3D-printservice met metaalpoederbed kiezen

Het selecteren van de juiste AM-serviceprovider voor metaal is de sleutel tot het verkrijgen van gedrukte onderdelen van hoge kwaliteit. Hier zijn factoren waarmee u rekening moet houden:

Hoe u een 3D-printservice voor metaal kunt evalueren en selecteren

• Ervaring – Zoek naar jarenlange ervaring specifiek met metal AM om expertise te evalueren
• Materialen – Zorg ervoor dat de leverancier de benodigde metalen aanbiedt, zoals titanium, gereedschapsstaal en edele metalen
• Onderdeelgrootte – Kies service met bouwvolume dat past bij de vereiste onderdeelafmetingen
• Kwaliteitsprocessen – Moeten in alle fasen strikte kwaliteitscontroleprotocollen volgen
• Nabewerking – Kijk of de leverancier secundaire afwerking kan aanbieden, zoals CNC-bewerking
• Expertise in toepassingen – Belangrijk voor sterk gereguleerde sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en de medische sector
• Certificeringen – Zoek naar ISO- en branchespecifieke certificeringen voor processen
• Klantenservice – Responsief technisch ondersteuningsteam dat cruciaal is voor ontwerp en toepassingsadvies
• Levertijden – Begrijp de typische doorlooptijden en opties voor spoedbestellingen
• Prijzen – Houd rekening met de complexiteit van materiaal en geometrie, nabewerking en volume
• NDA/IP-bescherming – Uw eigen ontwerpgegevens moeten contractueel worden beschermd

Evalueer printers, materialen, kwaliteitsprocessen en eventuele speciale mogelijkheden, zoals vacuümkamers of speciale nabewerking

ga verder

L

Hier vindt u meer inhoud als vervolg op het artikel over 3D-printen met metaalpoeder:

Ontwerprichtlijnen voor metalen AM-onderdelen

Om de voordelen van metaaladditieve productie ten volle te benutten, moeten ontwerpen de DfAM-principes (Design for Additive Manufacturing) volgen:

Belangrijke Metal AM-ontwerprichtlijnen:

• Optimaliseer voor gewichtsvermindering met roosterstructuren
• Consolideer samenstellingen in afzonderlijke, complexe onderdelen
• Ontwerp interne functies zoals conforme koelkanalen
• Gebruik organische, vrije vormen die niet mogelijk zijn bij machinale bewerking
• Minimaliseer overhangen en ontwerp schuine steunen
• Oriënteer om de hoogte van het onderdeel te verkleinen en grote vlakke gebieden te vermijden
• Ontwerp gaten met schroefdraad om problemen met het verwijderen van de ondersteuning te voorkomen
• Zorg voor extra dikte op dunne wanden die gevoelig zijn voor porositeit
• Compenseer anisotrope materiaaleigenschappen in verschillende richtingen
• Ontwerp gecontroleerde porositeit in oppervlakken wanneer dit nuttig is

Complexe roosterstructuren met dunnere elementen kunnen het gewicht verminderen terwijl de sterkte behouden blijft wanneer ze in 3D worden geprint. Het consolideren van assemblages in afzonderlijke onderdelen is een groot voordeel ten opzichte van conventionele productie.

Koelkanalen en andere nuttige interne holtes hoeven niet langer te worden geboord en kunnen optimale organische paden volgen. Uitsteeksels die gevoelig zijn voor doorzakken kunnen worden vermeden door middel van schuine roosters of schuine ontwerpen.

De oriëntatie van de onderdelen moet gericht zijn op het minimaliseren van de Z-hoogte tijdens het afdrukken om restspanningen te verminderen. Dunne wanden die gevoelig zijn voor porositeit hebben mogelijk extra dikte nodig om de dichtheden van het doelmateriaal te bereiken.

Kostenmodellering en economie van Metal AM

Bepalen of metaaladditief economisch haalbaar is, hangt af van het beoordelen van alle kosten:

Kostenfactoren voor metaalpoederbed AM:

• Afschrijving van machines – Spreid hoge printerkosten over de levensduur
• Materiaalkosten – Poedermetalen kunnen variëren van $100-$500/kg
• Arbeid – Arbeid van de operator, ontwerp, nabewerking
• Energieverbruik – Lasers met hoog vermogen en andere systemen vereisen aanzienlijke elektriciteit
• Productiesnelheid – Printvolume per uur op basis van parameters, machinelimieten
• Nabewerking – Bewerkings- en afwerkingsstappen zorgen voor stilstand en kosten
• Facilitaire kosten – Benodigde poederhandlingsystemen, inert gas, ruimte
• Kwaliteitscontrole – Testen van onderdelen tijdens productie en proceskwalificatie
• Veiligheid en naleving – Voor gereguleerde toepassingen is de documentatie uitgebreid

De hoge kosten van metaalprinters betekenen dat het machinegebruik gedurende de hele levensduur moet worden geëvalueerd voor een optimaal gebruik door hogere productievolumes. De materiaalkosten zijn ook aanzienlijk, vooral voor exotische legeringen.

Er moet rekening worden gehouden met alle arbeid: operators, ingenieurs, ontwerpers, kwaliteitstechnici. Het energieverbruik is hoog. Stilstand na de verwerking verlaagt de productiesnelheid.

Voor lucht- en ruimtevaart- en medische toepassingen zijn de nalevingskosten zoals documentatie en kwaliteitssystemen omvangrijk. Zorgvuldige kostenmodellering bepaalt wanneer metaal-AM kosteneffectief is.

Trends en toekomst van de productie van metaaladditieven

Metaalpoederbedfusie kent een snelle ontwikkeling en acceptatie:

Toekomstige trends voor 3D-printen met metaalpoederbed:

• Grotere bouwvolumes – Behuizingen van meer dan 500 mm in blokjes in ontwikkeling
• Hogere bouwsnelheden – Verbeterde scanstrategieën en multi-lasersystemen
• Nieuwe materiaalopties – Meer legeringen zoals aluminium F357 en M300 maragingstaal
• Hybride productie – Gecombineerd printen, frezen en inspectie in één systeem
• Geautomatiseerde poederverwerking – Gesloten recyclingsystemen voor poederbeheer
• Nieuwe toepassingen – Uitbreiding naar de olie- en gas- en elektronicasector
• Dalende systeemkosten – Industrialisatie zal de printerkosten in de loop van de tijd verlagen
• Verbeterde materiaaleigenschappen – Door procesverfijningen en HIP-verdichting
• Uitgebreide metallurgie – Verbeterde karakterisering van microstructuren en eigenschappen
• Industriestandaarden – Voor processen en materiaalkwaliteit in de lucht- en ruimtevaart en de medische sector

Grotere bouwvolumes zullen complexere productie in grotere volumes mogelijk maken. Multi-laser optische systemen kunnen de bouwsnelheid dramatisch verhogen.

Gesloten poederverwerkingssystemen automatiseren recycling en hergebruik en verbeteren tegelijkertijd de kwaliteit en veiligheid. Jaarlijks worden er nieuwe exotische legeringsopties geïntroduceerd. Hybride productie combineert additieve en subtractieve processen voor volledige in-situ bewerking.

Dalende kosten naarmate de technologie volwassener wordt, zullen de toepassingen blijven uitbreiden. Verder materiaalonderzoek en benchmarking zullen de verwerkte legeringen uitbreiden en de materiaalprestaties verbeteren. Uitgebreid werk aan industriestandaarden heeft tot doel de adoptie in de lucht- en ruimtevaart-, medische en automobielsector te versnellen.

Conclusie

Deze gids behandelt de belangrijkste aspecten van 3D-printen met metaalpoederbedfusie, van het printproces en de materialen tot toepassingen, voordelen, beperkingen en trends.

Additieve productie met metalen maakt disruptieve innovaties in alle sectoren mogelijk dankzij de unieke mogelijkheden ervan. De technologie maakt gewichtsvermindering, consolidatie van onderdelen, ontwerpvrijheid, snelle prototyping en op maat gemaakte productie van metalen onderdelen mogelijk.

Ondanks beperkingen op het gebied van printerkosten, bouwgroottebeperkingen, nabewerking en materiaalopties, versnelt de adoptie van metaal-AM voor een groeiend aantal bedrijfskritische toepassingen in de lucht- en ruimtevaart-, medische, automobiel- en industriële sectoren.

Voortdurende procesverfijningen, nieuwe materialen, grotere bouwvolumes, hybride systemen, geautomatiseerde poederverwerking en dalende kosten zullen het toegenomen gebruik van 3D-printen van metaal voor productieonderdelen voor eindgebruik stimuleren. Deze gids behandelt de huidige staat en het traject van deze transformatieve productietechnologie.

Veelgestelde vragen over 3D-printen met metaalpoeder

Hier vindt u antwoorden op enkele veelgestelde vragen over additieve productie van metaalpoederbedfusie:

Vraag: Welke materialen kunnen 3D-geprint worden met behulp van metaalpoederbedfusie?

A: Veel voorkomende legeringen zijn titanium, aluminium, nikkel, roestvrij staal, gereedschapsstaal, kobaltchroom, edele metalen zoals goud en zilver, en koper. Nieuwe legeringen zijn voortdurend in ontwikkeling.

Vraag: Welke industrieën gebruiken tegenwoordig metaal-AM?

A: Luchtvaart-, medische, tandheelkundige, automobiel-, olie- en gas-, industriële machines en sieraden zijn de belangrijkste gebruikers van metaal-AM. De technologie is ideaal voor complexe onderdelen met een laag volume.

Vraag: Hoe nauwkeurig is 3D-printen met metaalpoederbed?

A: De dimensionale nauwkeurigheid kan oplopen tot ±0,1-0,2%, met fijnere resoluties rond ±50μm mogelijk op basis van parameters en nabewerking.

Vraag: Zijn er voor metaal AM speciale voorzieningen nodig?

A: Er is tijdens het printen een atmosfeer van inert gas nodig, meestal argon. Poederbehandelingssystemen met ontluchting en zeven worden ook aanbevolen. Er zijn verder geen bijzondere voorzieningen nodig.

Vraag: Welke factoren beïnvloeden de oppervlakteafwerking?

A: Laaghoogte, laserparameters, poedergrootteverdeling en nabewerking zoals polijsten hebben allemaal invloed op de oppervlakteafwerking. Ra-waarden onder 10 μm zijn mogelijk.

Vraag: Wat bepaalt de mechanische eigenschappen?

A: De samenstelling van de legering, de kwaliteit en morfologie van het poeder, procesparameters, warmtebehandelingen en HIP hebben allemaal invloed op de uiteindelijke eigenschappen van het geprinte metalen onderdeel.

Vraag: Hoe duur is het printen van metaalpoederbedden?

A: Printersystemen variëren van $100.000 tot meer dan $1.000.000. De materiaalkosten variëren per legering, doorgaans van $100-$500/kg. De exploitatiekosten zijn ook hoog.

Vraag: Hoe lang duurt het afdrukken voor een middelgroot onderdeel?

A: De bouwsnelheid bedraagt doorgaans 5-20 cm3/uur, afhankelijk van de geometrie van het onderdeel, het materiaal, de parameters en het printermodel. Een onderdeel ter grootte van een schoenendoos kan 5-15 uur duren.

Vraag: Welke onderdelen kan een metaalprinter maken?

A: De huidige maximale bouwvolumes zijn ongeveer 500 x 500 x 500 mm, maar grotere systemen zijn in ontwikkeling. Grotere delen kunnen in veelvouden worden gesegmenteerd.

Vraag: Welke nabewerking is vereist na metal AM?

A: Ondersteuning verwijderen, spanning verlichten, machinaal bewerken, boren, oppervlakteafwerking, warmtebehandelingen en soms heet isostatisch persen.

ken meer 3D-printprocessen