Additief productiepoeder

Additive manufacturing (AM), ook bekend als 3D-printen, maakt gebruik van metaalhoudende en niet-metaalhoudende poeders om onderdelen laag voor laag op te bouwen. Het kiezen van een gerenommeerde AM poederleverancier is cruciaal voor het bereiken van optimale materiaaleigenschappen, prestaties en de kwaliteit van onderdelen voor eindgebruik.

Deze uitgebreide gids geeft alles wat u moet weten over het selecteren van het juiste additieve productiepoeder en de juiste leverancier, inclusief:

Overzicht van Additief productiepoeder

Additive manufacturing-poeders verwijzen naar de grondstoffen die gebruikt worden in poederbedfusie, directed energy deposition, binder jetting en andere op poeder gebaseerde AM-processen.

De belangrijkste soorten AM-poeders:

• Metalen - Titanium, aluminium, staal, nikkel, kobalt-chroom
• Polymeren - Nylon, PEEK, TPU, ABS, polyamide
• Keramiek - aluminiumoxide, zirkoniumoxide, siliciumcarbide
• Composieten - Deeltjes versterkt, korte vezel

Poeder kenmerken:

• Chemie - Zuiverheid, samenstelling, legeren
• Deeltjesgrootte en distributie
• Deeltjesvorm - bolvormig, onregelmatig
• Dichtheid en porositeit
• Vloeibaarheid
• Vochtgehalte

Belangrijkste poederleveranciers:

• OEM's zoals EOS, 3D Systems, GE Additive
• Metaalpoederspecialisten zoals AP&C, Sandvik, Praxair
• Grote metaalproducenten zoals Carpenter, Höganäs, Rio Tinto

Het kiezen van het optimale poedertype en de parameters op maat van je AM proces en toepassingen is van vitaal belang voor onderdelen van hoge kwaliteit.

Types van Additief productiepoeder

Er zijn vier grote categorieën AM-poeders voor metalen, polymeren, keramiek en composieten:

Metaalpoeders

De meest gebruikte metalen zijn onder andere:

• Titaan en titaanlegeringen
• Aluminium legeringen
• Roestvrij staal
• Gereedschapsstaal
• Kobalt-chroomlegeringen
• Nikkel-superlegeringen
• Edelmetalen zoals goud, zilver

Voordelen: Hoge sterkte, duurzaamheid, thermische weerstand

Toepassingen: Ruimtevaart, medisch, automobiel, industrie

Polymeerpoeder

Veel gebruikte polymeren:

• Nylon (PA12, PA11)
• ABS
• PEEK
• TPU
• Polyamide

Voordelen: Taaiheid, chemische weerstand, flexibiliteit

Toepassingen: Consumentenproducten, industriële onderdelen

Keramische poeders

Voorbeelden zijn:

• Aluminiumoxide
• Zirkonia
• Siliciumcarbide
• Siliciumnitride
• Tricalciumfosfaat

Voordelen: Hoge hardheid, hitte- en corrosiebestendigheid

Toepassingen: Snijgereedschappen, tandheelkunde, ruimtevaart

Samengestelde poeders

• Metalen en polymeren versterkt met deeltjes
• Korte vezelversterkte kunststoffen

Voordelen: Verbeterde mechanische eigenschappen

Toepassingen: Auto-industrie, sportartikelen, infrastructuur

Het juiste poedertype beïnvloedt de eigenschappen van onderdelen zoals sterkte, functie, esthetiek en nog veel meer.

Additive Manufacturing Poeder Eigenschappen

AM-poeders moeten voldoen aan strenge specificaties voor:

Eigendom	Details	Betekenis
Scheikunde	Samenstelling legering, zuiverheidsniveaus	Beïnvloedt microstructuur, defecten, mechanische eigenschappen
Deeltjesgrootte	Gemiddelde grootte en verdeling	Beïnvloedt resolutie, oppervlakteafwerking, dichtheid
Deeltjesvorm	Bolvormige, onregelmatige, satellietdeeltjes	Invloed op verpakkingsdichtheid, vloeibaarheid, smeerbaarheid
Dikte	Bulk- en tapdichtheid	Hogere dichtheid maakt grotere onderdeeldichtheid mogelijk
Stroomkenmerken	Stroomsnelheid, stijgingshoek	Zorg voor een soepele poederverspreiding tijdens het printen
Vochtgehalte	Laag vochtgehalte	Voorkomt poederagglomeratie en degradatie
Oppervlakteoxiden	Dunne, uniforme oxidelaag	Lage oxidatie zorgt voor superieure poedervloei en eigenschappen

Strikte controle over deze poedereigenschappen is essentieel voor AM-onderdelen van hoge kwaliteit.

Toepassingen van Additive Manufacturing-poeders

AM-poeders worden gebruikt in de volgende belangrijke industrieën en toepassingen:

Industrie	Toepassingen
Lucht- en ruimtevaart	Turbinebladen, casco- en motorstructuren, beugels, koellichamen
Medisch	Orthopedische en tandheelkundige implantaten, chirurgisch gereedschap, op de patiënt afgestemde hulpmiddelen
Automobiel	Lichtgewicht onderdelen, aangepaste onderdelen, gereedschap
Industrieel	Onderdelen voor zwaar materieel, robotica, gereedschap, mallen en opspansystemen
Klant	Sieraden, verzamelobjecten, miniaturen voor games
Olie gas	Downhole-gereedschap, kleppen, wellhead-onderdelen, pomponderdelen

Andere toepassingen zijn architectuurmodellen, rapid tooling, nucleaire en chemische apparatuur.

AM maakt snellere en flexibelere productie mogelijk van complexe, geoptimaliseerde onderdelen in verschillende sectoren.

AM Poeder Specificaties

De eigenschappen en kwaliteit van AM-poeder kunnen naar wens worden aangepast:

Parameter	Opties
Materialen	Metalen, polymeren, keramiek, composieten
Scheikunde	Verschillende legeringen, polymeren, versterkingen
Deeltjesgrootte	Nano, micro, 10-45 μm, 15-150 μm enz.
Grootteverdeling	Strakke distributies beschikbaar
Deeltjesvorm	Overwegend bolvormig
Dikte	Tot ~98% theoretische dichtheid
Stroomsnelheid	Optimale stroomsnelheden bereikt
Oppervlakteoxiden	Lage oxidatieniveaus
Verontreiniging	Geminimaliseerde onzuiverheidsniveaus
Vochtgehalte	Laag vochtgehalte

Werk samen met leveranciers om poederspecificaties af te stemmen op uw AM-proces, materiaalbehoeften en vereisten voor het eindgebruik.

Ontwerpoverwegingen voor AM-poeders

Bepaalde ontwerppraktijken verbeteren de prestaties van AM-poeder:

• Aanpassing legering - Aanpassen van samenstellingen om mechanische eigenschappen te optimaliseren, warmscheuren te voorkomen enz.
• Mengen - Verschillende poeders mengen om aangepaste materiaaleigenschappen te verkrijgen
• Coatings - Aanbrengen van speciale coatings om legeringspoeders te beschermen tegen oxidatie
• Zeven - Poeder classificeren in smalle deeltjesgrootte fracties
• Ontgassing - Gasvormige verontreinigingen verwijderen die poreusheid veroorzaken
• Stroomadditieven - Vloeimiddelen op nanoschaal toevoegen om de vloeibaarheid van poeders te verbeteren
• Verjonging - Recyclen van gebruikt poeder door vocht en onzuiverheden te verwijderen

Werk nauw samen met uw AM-poederleverancier om deze ontwerpopties te benutten voor superieure producteigenschappen.

Normen voor Poeders voor additieve productie

Belangrijke standaarden helpen de kwaliteit en consistentie van AM-poeder te garanderen:

• ASTM F3049 - Standaardgids voor het karakteriseren van AM-metalen
• ASTM F3055 - Standaardspecificatie voor additieve metalen
• ASTM F3213 - Standaard voor metaalpoeders gebruikt in poederbedfusie
• ISO/ASTM 52915 - Standaardspecificatie voor legering Ti-6Al-4V
• ASTM F3184 - Standaard voor roestvrijstalen poeders
• ASTM F3301 - Standaard voor poeders van nikkellegeringen
• ISO/ASTM 52904 - Proceskenmerken en prestatie QC van AM-metalen

Poederleveranciers en -gebruikers moeten zich aan deze normen houden om de kwaliteit te benchmarken.

AM poeder leveranciers

Toonaangevende fabrikanten van AM-poeder wereldwijd zijn onder andere:

Leverancier	Materialen	Beschrijving	Prijzen
AP&C	Ti, Al, CoCr, Staal	Gespecialiseerde producent van sferische poeders	$xx-$xxx/kg
Sandvik	Ti, Ni, Al, staal	Breed legeringsaanbod voor AM	$xx-$xxx/kg
Praxair	Ti, Ni, CoCr, Al	Hoogwaardige geatomiseerde & gelegeerde poeders	$xx-$xxx/kg
Timmerman	Ti, CoCr, SS, Al	Breed scala aan legeringen en deeltjesgrootten	$xx-$xxx/kg
GE-additief	Ti, Al, CoCr, Cu	OEM met geïntegreerde AM-oplossingen	$xx-$xxx/kg
Hogenäs	Staal, SS	Grote wereldwijde leverancier van poedermetaal	$xx-$xxx/kg

Er zijn talloze gerenommeerde wereldwijde leveranciers die AM-poeders van hoge kwaliteit aanbieden voor metalen, polymeren, keramiek en composieten.

Hoe een leverancier van additief productiepoeder selecteren

Hier zijn belangrijke factoren om te overwegen bij het kiezen van een AM poederleverancier:

• Technische expertise in AM-poederproductie
• Gamma materialen aangeboden - metalen, polymeren, keramiek enz.
• Kwaliteitsmanagement - Poederkarakterisering, bemonstering, testen, analyse, documentatie, certificeringen
• Mogelijkheden voor sferisch poeder - Voor dichtheid en vloeibaarheid
• Aanpassingsmogelijkheden - Maatverdeling, samenstelling, coatings enz.
• Inzicht in AM-proces - Poeder geoptimaliseerd voor uw specifieke AM-technologie
• R&D-expertise - Lopende poederontwikkelingen
• Klantenservice - Toepassingsadvies, probleemoplossing, training
• Doorlooptijden - Voorraadbeschikbaarheid voor snelle levering
• Prijzen - Concurrerend voor uw volume- en kwaliteitsbehoeften

Werk samen met een poederfabrikant die zich inzet voor consistente kwaliteit en technische ondersteuning.

Hoe Additive Manufacturing Poeder bewaren

Als AM-poeder op de juiste manier wordt opgeslagen, blijft de kwaliteit van het materiaal behouden en wordt degradatie voorkomen:

• Bewaar het poeder in de originele verzegelde verpakking, uit de buurt van vochtigheid en verontreiniging.
• Zorg voor koele, droge faciliteiten
• Beperk temperatuurschommelingen die vochtabsorptie kunnen veroorzaken
• Een FIFO-voorraadsysteem (first-in-first-out) gebruiken
• Alleen geopende verpakking op het moment van gebruik
• Gooi gebruikt poeder tijdig weg
• Periodieke kwaliteitscontroles uitvoeren op opgeslagen poeder
  • Controleer chemie, grootteverdeling, stroomsnelheid, oppervlakteoxiden
• Volg alle veiligheidsmaatregelen - persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE), omgaan met inert gas, ontstekingsbroncontrole

Correcte opslag is essentieel voor de stabiliteit van het poeder en het maximaliseren van de kwaliteit van de onderdelen na verloop van tijd.

Recycling van additief productiepoeder

Gebruikt AM-poeder kan worden gerecycled:

Methode	Overzicht
Thermisch	Warmtebehandeling brandt coatings en onzuiverheden weg
Mechanisch	Fysische processen verwijderen vervuiling en verversen deeltjes
Chemisch	Chemische processen strippen oppervlakteoxiden en coatings
Plasma	Plasma-energie scheidt ongewenste elementen van poeder

Voordelen van recycling:

• Vermindert de poederkosten aanzienlijk
• Duurzamere productie
• Realiseert hoge hergebruiksnelheden in bepaalde legeringen

Werk samen met je AM-poederleverancier om kosteneffectieve poederrecyclingpraktijken te implementeren.

Kostenanalyse van Poeders voor additieve productie

De kosten van AM-poeder variëren aanzienlijk per materiaal:

Materiaal	Kosten per kg
Aluminium legeringen	$50 – $120
Titanium legeringen	$170 – $450
Roestvrij staal	$50 – $120
Gereedschapsstaal	$50 – $200
Nikkel-superlegeringen	$150 – $500
Kobalt Chroom	$150 – $300
Polymeren	$80 – $200

De kosten voor poeder zijn afhankelijk van:

• Kosten basismateriaal
• Samenstelling van de legering
• Productiemethode - verstuiving met gas vs. water
• Kwaliteit - onzuiverheden, deeltjesgrootteverdeling
• Inkoopvolume - hogere volumes geven lagere prijzen

Een evenwicht vinden tussen poederkwaliteit en betaalbaarheid is de sleutel tot maximale waarde.

Voor- en nadelen van AM-poeders van metaal versus polymeer

Metaalpoeder Pro's

• Hoge sterkte en thermische weerstand
• Uitstekende duurzaamheid en weerstand tegen scheurgroei
• Breed scala aan geavanceerde legeringsopties
• Kan de materiaaleigenschappen van het uiteindelijke onderdeel nabootsen

Metaalpoeder Nadelen

• Hogere materiaalkosten
• Beperkte maten en leveranciers op dit moment
• Vereiste veiligheidsmaatregelen bij het hanteren
• Meer infrastructuur nodig voor verwerking

Polymeer Poeder Voordelen

• Lagere materiaalkosten
• Meer leveranciers en keuze in materialen
• Over het algemeen veiliger in gebruik
• Vereist minder complexe infrastructuur

Polymeerpoeder Nadelen

• Lagere sterkte, hittebestendigheid en duurzaamheid
• Beperkte hoogwaardige polymeren op dit moment
• Vaak gebruikt voor prototypes vs. uiteindelijke onderdelen
• Onvoorspelbare en anisotrope materiaaleigenschappen

De juiste optie hangt af van de vereisten van de toepassing, de bedrijfsomstandigheden en de economische aspecten.

Toekomstperspectief voor AM-poeder

De AM-poedermarkt zal naar verwachting meer dan $5 miljard bereiken in 2028, geleid door groei in:

• Ruimtevaart en medische sectoren
• Invoering van AM voor productietoepassingen
• Nieuwe legeringen en materialen voor AM
• Invoering van AM door autofabrikanten
• Ontwikkeling toeleveringsketen naarmate de vraag toeneemt

Belangrijke toekomstige kansen en ontwikkelingen zijn onder andere:

• Nieuwe AM-poederproducenten betreden de markt
• Concurrerende prijzen met grotere volumes
• Hogere zuiverheid en betere stroombaarheid
• Aangepaste legeringssamenstellingen en optimalisatie van deeltjes
• Verbeterde recyclingprocessen en rendabiliteit
• Geautomatiseerde poederverwerking en voorraadbeheer

AM-poeders zullen een integrale rol spelen in de voortdurende uitbreiding en toepassing van de AM-industrie in cruciale productiesectoren.

FAQ

V: Welke materialen zijn er beschikbaar voor additive manufacturing?

A: De meest voorkomende materialen zijn metalen, polymeren, keramiek en composieten. Metalen zijn titanium, aluminium, roestvrij staal, gereedschapsstaal, nikkellegeringen en edelmetalen. Polymeren zijn onder andere nylon, PEEK, ABS en polyamide.

V: Wat is het meest gebruikte AM-metaalpoeder?

A: Titaanlegeringen, met name Ti-6Al-4V, zijn de meest gebruikte metaalpoeders in belangrijke industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart en de medische sector.

V: Wat is de optimale deeltjesgrootte van AM-poeder?

A: Standaard poederformaten variëren van 10-45 micron voor de meeste AM-processen. De optimale grootte hangt echter af van de specifieke machine en procesparameters.

V: Hoeveel kost metaal AM-poeder?

A: De poederkosten variëren sterk van $50-$500/kg, afhankelijk van de legering, de kwaliteit en het inkoopvolume. Titanium is duurder, terwijl aluminium en staal goedkoper zijn.

V: Vermindert het gebruik van gerecycled poeder de materiaaleigenschappen?

A: De eigenschappen kunnen afnemen na herhaalde recycling. De benuttingsgraad is afhankelijk van de legering en het recyclingproces. Werk samen met uw leverancier om het hergebruik te maximaliseren met behoud van consistentie.

V: Wat zijn de belangrijkste poederkenmerken voor AM?

A: De belangrijkste kenmerken zijn chemie, deeltjesgrootteverdeling, vorm, dichtheid, stroombaarheid, laag vochtgehalte en oppervlakteoxiden.

V: Hoe wordt AM-poeder geproduceerd?

A: Metaalpoeder wordt voornamelijk geproduceerd met gas- of waterverstuiving. Polymeren gebruiken verschillende vergruismethoden. Keramiek gebruikt geavanceerde processen zoals plasmasferoïdie.

V: Hoe kun je de kwaliteit van AM-poeder bepalen?

A: Voer testen en karakterisering uit volgens de industrienormen voor parameters als chemie, reinheid, deeltjesgrootteverdeling, stroomsnelheid, dichtheid en vochtgehalte.

V: Welke voorzorgsmaatregelen zijn nodig bij het werken met metaal AM-poeder?

A: Gebruik de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE), beperk stof tot een minimum, vermijd ontstekingsbronnen, gebruik de juiste opslag- en huishoudpraktijken en volg alle aanbevolen veiligheidsprocedures.

V: Waarin verschilt AM-poeder van poeder voor andere processen zoals MIM?

A: AM-poeders vereisen strengere specificaties voor de verdeling van de deeltjesgrootte, sferische morfologie, vloei-eigenschappen en zuiverheid om de kwaliteit van de onderdelen te maximaliseren.

ken meer 3D-printprocessen