Additief productiepoeder

Overzicht

Additive manufacturing (AM), also known as 3D printing, utilizes metal powders to construct components layer by layer based on digital models. The powder acts as the feedstock and is selectively melted, sintered, or bound by precision heat sources guided by the CAD geometries.

Popular AM processes for metals include binder jetting, directed energy deposition, powder bed fusion, and sheet lamination. Each technique requires powder with specific characteristics to achieve optimal density, surface finish, dimensional precision, and mechanical properties in the printed parts.

This guide provides an in-depth look at metal powder for AM, including alloy options, production methods, key powder properties, applications, specifications, suppliers, and purchasing considerations when sourcing material. Helpful comparison tables summarize technical data to assist with powder selection and qualification.

Sourcing optimized AM powder enables manufacturers to improve print quality, reduce defects, and fully leverage 3D printing benefits like design freedom, faster iteration, and part consolidation. Connecting with knowledgeable suppliers simplifies raw material qualification.

Alloy Options for AM Powder

A wide range of metals and alloys are available as optimized powder feedstock for 3D printing processes:

Algemene legeringssystemen voor Additief productiepoeder

• Roestvrij staal
• Gereedschapsstaal
• Titaan en titaanlegeringen
• Aluminium legeringen
• Nikkel-superlegeringen
• Kobalt-chroomlegeringen
• Edelmetalen zoals goud, zilver
• Exotic alloys like copper, tantalum, tungsten

Both standard and custom alloys can be sourced to meet specific needs in terms of corrosion resistance, strength, hardness, conductivity, or other properties.

Metalen poederproductiemethoden voor AM

Additive manufacturing utilizes metal powder produced through:

Typical Metal Powder Manufacturing Methods for AM

• Gasverneveling
• Waterverneveling
• Plasma-verneveling
• Elektrolyse
• Carbonyl ijzer proces
• Mechanische legering
• Metaal hydriding/dehydriding
• Plasma sferoïdie
• Granulatie

Spherical atomized powders provide optimal flow and dense packing required for most AM processes. Some techniques allow nanoscale or customized alloy particles.

Key Characteristics of AM Metal Powder

Kritische poederkenmerken voor AM zijn onder andere:

Metaal Additief productiepoeder Eigenschappen

Kenmerkend	Typische waarden	Belang
Deeltjesgrootteverdeling	10 tot 45 micron	Beïnvloedt verdichting, oppervlakteafwerking
Deeltjesvorm	Bolvormig	Verbetert de poederstroom en -verpakking
Schijnbare dichtheid	2 tot 4 g/cc	Influences powder bed density
Tik op dichtheid	3 tot 6 g/cc	Geeft samendrukbaarheid aan
Debiet van de hal	25-50 s/50g	Zorgt voor een soepele poederverdeling
Verlies bij ontsteking	0.1-0.5%	Low moisture content improves printing
Zuurstofgehalte	<0,1%	Minimizes defects from oxides

Precisely controlling characteristics like particle size, shape, and chemistry is critical to achieving fully dense AM parts with desired properties.

Applications of AM Metal Powder

Additive manufacturing enables complex geometries impossible through conventional techniques:

Toepassingen voor additief produceren van metaal

Industrie	Toepassingen	Voordelen
Lucht- en ruimtevaart	Turbinebladen, structuren	Ontwerpvrijheid, gewichtsvermindering
Medisch	Implantaten, protheses, instrumenten	Aangepaste vormen
Automobiel	Lichtgewicht prototypes en gereedschappen	Snelle iteratie
Verdediging	Drone-onderdelen, beschermende structuren	Snelle prototypes en kleine oplagen
Energie	Warmtewisselaars, spruitstukken	Consolidatie van onderdelen en topologieoptimalisatie
Elektronica	Afscherming, koelapparatuur, EMI	Complexe gesloten constructies

Lichtgewicht, consolidatie van onderdelen en hoogwaardige legeringen voor extreme omgevingen bieden belangrijke voordelen ten opzichte van traditionele productiemethoden.

Specifications for AM Metal Powder

Internationale specificaties helpen bij het standaardiseren van de eigenschappen van AM-poeder:

Metaalpoederstandaarden voor additieve productie

Standaard	Toepassingsgebied	Parameters	Testmethoden
ASTM F3049	Gids voor het karakteriseren van AM-metalen	Bemonstering, grootteanalyse, chemie, defecten	Microscopie, diffractie, SEM-EDS
ASTM F3001-14	Titaanlegeringen voor AM	Deeltjesgrootte, chemie, stroming	Zeven, SEM-EDS
ASTM F3301	Nikkellegeringen voor AM	Analyse van deeltjesvorm en -grootte	Microscopie, beeldanalyse
ASTM F3056	Roestvrij staal voor AM	Chemie, poedereigenschappen	ICP-OES, pyknometrie
ISO/ASTM 52921	Standaardterminologie voor AM-poeders	Definities en poederkenmerken	Diverse

Naleving van de gepubliceerde specificaties garandeert reproduceerbare poedergrondstoffen van hoge kwaliteit voor kritieke toepassingen.

Global Suppliers of AM Metal Powder

Toonaangevende internationale leveranciers van voor AM geoptimaliseerde metaalpoeders zijn onder andere:

Metal Powder Manufacturers for Additive Manufacturing

Leverancier	Materialen	Typische deeltjesgrootte
Sandvik	Roestvrij, gereedschapsstaal, nikkellegeringen	15-45 micron
Praxair	Titanium, superlegeringen	10-45 micron
AP&C	Titanium-, nikkel-, kobaltlegeringen	5-25 micron
Timmerman additief	Kobaltchroom, roestvrij, koper	15-45 micron
LPW-technologie	Aluminiumlegeringen, titanium	10-100 micron
EOS	Gereedschapsstaal, kobaltchroom, roestvrij	20-50 micron

Velen richten zich op fijne sferische poeders die specifiek ontworpen zijn voor gangbare AM-methoden zoals binder jetting, poederbedfusie en directed energy deposition.

Purchasing Considerations for AM Metal Powder

Key aspects to discuss with suppliers:

• Gewenste samenstelling en eigenschappen van de legering
• Doelpartikelgrootteverdeling en -vorm
• Dichtheid van de envelop en doorstroming in de hal
• Toelaatbare onzuiverheden zoals zuurstof en vocht
• Vereiste testgegevens en poederkarakterisering
• Beschikbare hoeveelheden en levertijden
• Special handling precautions for pyrophoric alloys
• Kwaliteitssystemen en traceerbaarheid van poederoorsprong
• Technical expertise in AM powder requirements
• Logistiek en leveringsmechanismen

Work closely with suppliers experienced in AM-specific powders to ensure ideal material selection for your process and components.

Pros and Cons of AM Metal Powder

Benefits vs Limitations of Metal Powder for Additive Manufacturing

Voordelen	Nadelen
Maakt complexe, aangepaste geometrieën mogelijk	Hogere kosten dan conventionele materialen
Verkort de ontwikkelingstijd drastisch	Voorzorgsmaatregelen voor het hanteren van poeder vereist
Vereenvoudigt assemblages en lichtgewichten	Nabewerking vaak nodig bij as-geprinte onderdelen
Bereikt eigenschappen die smeedwerk benaderen	Beperkingen voor grootte en bouwvolume
Eliminates expensive tooling	Thermische spanningen kunnen barsten en vervorming veroorzaken
Maakt onderdelenconsolidatie en topologieoptimalisatie mogelijk	Lagere productievolumes dan traditionele methoden
Verbetert de buy-to-fly ratio aanzienlijk	Vereist rigoureuze poederkarakterisering en parameterontwikkeling

Wanneer metaal AM op de juiste manier wordt gebruikt, biedt het baanbrekende voordelen, maar er is expertise nodig om het succesvol te implementeren.

Veelgestelde vragen

How small can particle size be for metal additive manufacturing?

Gespecialiseerde verstuivingstechnieken kunnen poeder produceren tot 1-10 micron, maar de meeste metaalprinters werken het best met een minimumgrootte rond 15-20 micron voor een goede stroming en verpakking.

Wat veroorzaakt een slechte oppervlakteafwerking van geprinte metalen onderdelen?

Oppervlakteruwheid ontstaat door gedeeltelijk gesmolten poeder dat zich vasthecht aan oppervlakken, spatten, traptreden en suboptimale smeltbadkenmerken. Door fijnere poeders te gebruiken en de ideale verwerkingsparameters in te stellen, wordt de afwerking gladder.

Werken alle 3D-printmethodes voor metaal met dezelfde poeders?

Hoewel er overlap is, gebruikt binder jetting over het algemeen een bredere poedergrootteverdeling dan poederbedfusie. Sommige processen zijn beperkt tot bepaalde legeringen op basis van smeltpunten of reactiviteit.

Hoe worden gemengde of bimetaalpoeders gemaakt?

Prealloyed powders ensure uniform properties but for composites, physical powder blending or specialized atomization techniques provide custom blended elemental powder mixes.

Hoe lang duurt het om het poedermateriaal in een metaalprinter te vervangen?

Een volledige purge en omschakeling tussen aanzienlijk verschillende legeringen vergt doorgaans 6-12 uur. Snel wisselen tussen vergelijkbare materialen kan minder dan een uur duren.

Conclusie

Optimized metal powders enable additive manufacturing processes to construct complex, robust metal components with superior properties. Matching alloy chemistry and powder characteristics to the printing method and component performance requirements is critical to high quality results. By partnering with experienced powder suppliers, end users leverage expertise in both powder production and 3D printing processes to develop parts faster and more reliably. Continued advances in metal powders help drive increased adoption of additive techniques across critical industries.

ken meer 3D-printprocessen