Poederbedfusie op basis van laser

Inhoudsopgave

Poederbedfusie op basis van laser (PBF) revolutioneert de maakindustrie en biedt ongekende precisie, efficiëntie en flexibiliteit. Maar wat is het precies en waarom zou het u interesseren? Laten we dieper ingaan op deze innovatieve technologie, de complexiteit ervan, toepassingen en waarom het een game-changer wordt in de wereld van productie.

Overzicht van lasergebaseerde poederbedfusie

Laser-Based Powder Bed Fusion is een additief productieproces dat gebruikmaakt van een krachtige laser om metaalpoederdeeltjes laag voor laag te versmelten tot een solide, driedimensionaal object. Het is een techniek die onder de noemer 3D-printen valt, maar specifiek is afgestemd op het produceren van hoogwaardige metalen componenten.

Belangrijkste kenmerken van lasergebaseerde poederbedfusie:

  • Nauwkeurig: Bereikt ingewikkelde details en complexe geometrieën met hoge nauwkeurigheid.
  • Materiaalefficiëntie: Minimaliseert verspilling doordat alleen de benodigde hoeveelheid poeder wordt gebruikt.
  • Maatwerk: Maakt het mogelijk om op maat gemaakte onderdelen te maken die zijn afgestemd op specifieke behoeften.
lasergebaseerde poederbedfusie

Soorten metaalpoeders voor Poederbedfusie op basis van laser

Het kiezen van het juiste metaalpoeder is cruciaal voor het succes van het PBF-proces. Hier is een overzicht van enkele populaire metaalpoeders die worden gebruikt in PBF, samen met hun beschrijvingen:

MetaalpoederBeschrijving
Titaan Ti-6Al-4VBekend om zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding, uitstekende corrosiebestendigheid en biocompatibiliteit, waardoor het ideaal is voor de lucht- en ruimtevaart, medische implantaten en de auto-industrie.
Aluminium AlSi10MgCombineert lichtgewicht eigenschappen met goede mechanische sterkte en thermische geleidbaarheid, perfect voor auto- en ruimtevaartcomponenten.
Roestvrij staal 316LBiedt uitstekende corrosiebestendigheid, sterkte en ductiliteit en wordt veel gebruikt in medische, maritieme en chemische verwerkingstoepassingen.
Inconel 718Een nikkel-chroom superlegering met een hoge temperatuurbestendigheid en een goede treksterkte, gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, gasturbines en kernreactoren.
Kobalt-ChroomHoge slijtvastheid, biocompatibiliteit en sterkte. Wordt veel gebruikt voor tandheelkundige en orthopedische implantaten en in ruimtevaarttoepassingen.
Maragingstaal (1.2709)Bekend om zijn uitstekende sterkte en taaiheid na warmtebehandeling, gebruikt in gereedschap, lucht- en ruimtevaart en componenten met hoge spanning.
Koper (Cu)Uitstekende thermische en elektrische geleidbaarheid, geschikt voor elektrische componenten en warmtewisselaars.
Nikkellegering (625)Biedt uitstekende corrosie- en oxidatiebestendigheid, hoge sterkte en wordt gebruikt in de maritieme, chemische en lucht- en ruimtevaartindustrie.
Gereedschapsstaal (H13)Bekend om zijn hardheid, sterkte en slijtvastheid. Wordt vaak gebruikt bij het maken van mallen, spuitgieten en gereedschapstoepassingen.
Titaan (Ti-5Al-2.5Sn)Uitstekende prestaties bij hoge temperaturen en kruipvastheid. Wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en in hoogwaardige automobieltoepassingen.

Eigenschappen en kenmerken van metaalpoeders

MetaalpoederSamenstellingEigenschappenToepassingen
Titaan Ti-6Al-4VTi, Al, VHoge sterkte-gewichtsverhouding, corrosiebestendigheid, biocompatibiliteitRuimtevaart, medische implantaten, auto-industrie
Aluminium AlSi10MgAl, Si, MgLichtgewicht, goede mechanische sterkte, thermische geleidbaarheidAutomobiel, ruimtevaart
Roestvrij staal 316LFe, Cr, Ni, MoCorrosiebestendigheid, sterkte, ductiliteitMedische, maritieme en chemische verwerking
Inconel 718Nikkel, Cr, Fe, Nb, Mo, TiHoge temperatuurbestendigheid, treksterkteRuimtevaart, gasturbines, kernreactoren
Kobalt-ChroomCo, Cr, MoSlijtvastheid, biocompatibiliteit, sterkteTandheelkunde, orthopedische implantaten, lucht- en ruimtevaart
Maragingstaal (1.2709)Fe, Ni, Co, MoSterkte, taaiheid na warmtebehandelingGereedschappen, lucht- en ruimtevaart, componenten met hoge spanning
Koper (Cu)CuThermische en elektrische geleidbaarheidElektrische onderdelen, warmtewisselaars
Nikkellegering (625)Ni, Cr, Mo, NbCorrosie- en oxidatiebestendigheid, hoge sterkteMaritiem, chemisch, lucht- en ruimtevaart
Gereedschapsstaal (H13)Fe, Cr, Mo, Si, VHardheid, sterkte, slijtvastheidVormmaken, spuitgieten, gereedschap maken
Titaan (Ti-5Al-2.5Sn)Ti, Al, SnHoge temperatuurprestaties, kruipweerstandLucht- en ruimtevaart, hoogwaardige automobielindustrie

Toepassingen van lasergebaseerde poederbedfusie

Laser-Based PBF maakt golven in verschillende industrieën, dankzij zijn veelzijdigheid en precisie. Hier is een blik op waar het wordt toegepast en waarom het zo effectief is:

IndustrieToepassingen
Lucht- en ruimtevaartMotoronderdelen, structurele onderdelen, lichtgewicht beugels
MedischAangepaste implantaten, protheses, chirurgische instrumenten
AutomobielLichtgewicht componenten, aangepaste onderdelen, prestatieverbeteringen
GereedschapSpuitgietmatrijzen, spuitgietmatrijzen, maatwerkgereedschappen
JuwelenAangepaste ontwerpen, ingewikkelde patronen, snelle prototyping
EnergieTurbinebladen, warmtewisselaars, brandstofsproeiers
ElektronicaKoellichamen, elektrische componenten, aangepaste behuizingen
TandheelkundigKronen, bruggen, tandheelkundige implantaten
MarienCorrosiebestendige onderdelen, lichtgewicht componenten
ArchitectuurAangepaste armaturen, ontwerpprototypes

Voordelen van Poederbedfusie op basis van laser

Waarom krijgt Laser-Based Powder Bed Fusion zoveel aandacht? Hier zijn een aantal dwingende redenen:

  1. Precisie en detail: Kan ingewikkelde en complexe geometrieën produceren die een uitdaging vormen voor traditionele productiemethoden.
  2. Materiaalefficiëntie: Minimaliseert afval doordat alleen de benodigde hoeveelheid metaalpoeder wordt gebruikt.
  3. Maatwerk: Creëer eenvoudig op maat gemaakte onderdelen die voldoen aan specifieke vereisten.
  4. Snelheid en efficiëntie: Snellere productietijden vergeleken met conventionele methoden.
  5. Sterkte en duurzaamheid: Produceert onderdelen met uitstekende mechanische eigenschappen.

Nadelen van lasergebaseerde poederbedfusie

Ondanks de vele voordelen kent Laser-Based PBF ook enkele beperkingen:

  1. Kosten: Hoge initiële investering in apparatuur en materialen.
  2. Complexiteit: Vereist gespecialiseerde kennis en vaardigheden om effectief te kunnen functioneren.
  3. Groottebeperkingen: Meestal beperkt tot kleinere onderdelen vanwege de grootte van de bouwkamer.
  4. Afwerking oppervlak: Mogelijk is nabewerking nodig om de gewenste oppervlaktekwaliteit te bereiken.

Specificaties, maten, kwaliteiten en normen

MetaalpoederSpecificatiesMatenCijfersNormen
Titaan Ti-6Al-4VASTM B348, ASTM F147215-45 µm, 45-106 µmNiveau 5ISO 5832-3, AMS 4928
Aluminium AlSi10MgNL AC-4340020-63 µm, 45-90 µm
Roestvrij staal 316LASTM A276, ASTM F13815-45 µm, 45-106 µmISO 5832-1
Inconel 718AMS 5662, ASTM B63715-45 µm, 45-106 µm
Kobalt-ChroomASTM F75, ASTM F153715-45 µm, 45-106 µm
Maragingstaal (1.2709)DIN 1.2709, AMS 651415-45 µm, 45-106 µm
Koper (Cu)ASTM B17020-63 µm, 45-90 µm
Nikkellegering (625)AMS 5666, ASTM B44315-45 µm, 45-106 µm
Gereedschapsstaal (H13)ASTM A68115-45 µm, 45-106 µm
Titaan (Ti-5Al-2.5Sn)ASTM B34815-45 µm, 45-106 µm

Leveranciers en prijsinformatie

LeverancierBeschikbare metaalpoedersPrijs (per kg)Plaats
Timmerman technologieTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$200 – $600VS
SandvikTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$250 – $700Zweden
GKN additiefTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$220 – $650Duitsland
LPW-technologieTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$230 – $680Groot-Brittannië
HogenäsTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$240 – $690Zweden
AP&CTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$210 – $620Canada
Aubert & DuvalTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$220 – $640Frankrijk
Praxair OppervlaktetechnologieënTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$230 – $660VS
Geavanceerde poeders en coatings (AP&C)Titanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$220 – $650Canada
RenishawTitanium, aluminium, roestvrij staal, inconel, kobaltchroom$230 – $670Groot-Brittannië
lasergebaseerde poederbedfusie

De voor- en nadelen van Poederbedfusie op basis van laser

AspectVoordelenBeperkingen
Precisie en detailHoge nauwkeurigheid en het vermogen om complexe geometrieën te producerenKan nabewerking voor oppervlakteafwerking vereisen
MateriaalefficiëntieMinimaal afval, alleen de benodigde hoeveelheid poeder wordt gebruiktHoge kosten van metaalpoeders
MaatwerkCreëer eenvoudig op maat gemaakte onderdelen die zijn afgestemd op specifieke behoeftenComplexiteit in ontwerp en werking
Snelheid en efficiëntieSnellere productietijden vergeleken met traditionele methodenInitiële installatietijd en kalibratie
Kracht en duurzaamheidProduceert onderdelen met uitstekende mechanische eigenschappenBeperkingen in de grootte vanwege beperkingen in de bouwkamer
KostenLange termijn kostenbesparingen op het gebied van materiaal- en productie-efficiëntieHoge initiële investering in apparatuur en materialen

FAQ

Wat is lasergebaseerde poederbedfusie?

Lasergebaseerde poederbedfusie (PBF) is een additief productieproces waarbij een krachtige laser wordt gebruikt om metaalpoederdeeltjes laag voor laag samen te smelten tot een vast, driedimensionaal object.

Welke soorten metaalpoeders kunnen worden gebruikt bij PBF?

Er kunnen verschillende metaalpoeders worden gebruikt, zoals titanium Ti-6Al-4V, aluminium AlSi10Mg, roestvrij staal 316L, Inconel 718, kobaltchroom, maragingstaal, koper, nikkellegering 625, gereedschapsstaal H13 en titanium Ti-5Al-2.5Sn.

Wat zijn de voordelen van lasergebaseerde poederbedfusie?

De voordelen zijn onder andere een hoge precisie en detaillering, materiaalefficiëntie, maatwerk, snelheid en efficiëntie en de productie van onderdelen met uitstekende mechanische eigenschappen.

Wat zijn de beperkingen van lasergebaseerde poederbedfusie?

Beperkingen zijn onder meer de hoge initiële kosten, de complexiteit van de bediening, de beperkte afmetingen en de noodzaak van nabewerking om het gewenste oppervlakteresultaat te bereiken.

Welke industrieën profiteren van lasergebaseerde poederbedfusie?

Branches zoals de lucht- en ruimtevaart, de medische sector, de automobielindustrie, de gereedschapsindustrie, de juwelierssector, de energiesector, de elektronicasector, de tandheelkunde, de scheepvaart en de architectuur profiteren van PBF vanwege de veelzijdigheid en precisie.

Hoe verhoudt PBF zich tot traditionele productiemethoden?

PBF biedt snellere productietijden, hogere precisie en de mogelijkheid om complexe geometrieën te creëren die uitdagend zijn voor traditionele methoden. Het brengt echter hogere initiële kosten en operationele complexiteit met zich mee.

Conclusie

Laser-Based Powder Bed Fusion baant de weg voor de toekomst van productie. Het vermogen om zeer nauwkeurige, op maat gemaakte onderdelen te produceren met minimale verspilling, transformeert industrieën van lucht- en ruimtevaart tot medische. Hoewel het een aantal uitdagingen met zich meebrengt, wegen de voordelen ruimschoots op tegen de beperkingen, waardoor het een waardevolle aanvulling is op de moderne productietoolkit. Of u nu een ingenieur, ontwerper of fabrikant bent, het begrijpen en benutten van de kracht van PBF kan nieuwe deuren openen naar innovatie en efficiëntie in uw werk.

ken meer 3D-printprocessen

Delen op

Facebook
Twitteren
LinkedIn
WhatsAppen
E-mail

MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.

Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!

gerelateerde artikelen

Koop Metal3DP's
Productbrochure

Ontvang de nieuwste producten en prijslijst