Vloeibaar metaal stralen (LMJ)

Vloeibaar metaal stralen (LMJ) is een fascinerende en snel evoluerende technologie binnen het domein van additieve productie. In tegenstelling tot traditionele methoden maakt LMJ de precieze creatie mogelijk van metalen onderdelen met ingewikkelde details en robuuste eigenschappen. Als je je afvraagt hoe LMJ een revolutie teweeg kan brengen in het productielandschap, laten we dan eens duiken in de wereld van Liquid Metal Jetting.

Overzicht van Vloeibaar metaal stralen (LMJ)

Bij Liquid Metal Jetting (LMJ) worden metaaldruppels laag voor laag op een substraat afgezet om een 3D-object te bouwen. Dit proces maakt gebruik van een metaalpoeder dat gesmolten wordt en vervolgens door een spuitmond gespoten om precieze en complexe metaalstructuren te vormen. LMJ wordt steeds populairder vanwege de mogelijkheid om hoogwaardige, gedetailleerde onderdelen met uitstekende mechanische eigenschappen te maken.

Belangrijkste kenmerken van LMJ:

• Hoge precisie: In staat om ingewikkelde details te produceren.
• Materiaalvariëteit: Compatibel met verschillende metaalpoeders.
• Efficiëntie: Snellere productietijden in vergelijking met traditionele methoden.
• Maatwerk: Ideaal voor op maat gemaakte en complexe geometrieën.

Soorten metaalpoeders voor LMJ

Het kiezen van het juiste metaalpoeder is cruciaal voor het bereiken van de gewenste resultaten in LMJ. Hieronder staan specifieke metaalpoeders die vaak worden gebruikt in LMJ, samen met hun eigenschappen en toepassingen.

Metaalpoeders voor LMJ

Metaal Poeder Model	Samenstelling	Eigenschappen	Toepassingen
Roestvrij staal 316L	Fe, Cr, Ni, Mo	Corrosiebestendig, hoge sterkte	Medische apparaten, mariene toepassingen
Titaan Ti6Al4V	Ti, Al, V	Hoge sterkte-gewichtsverhouding, biocompatibel	Ruimtevaart, biomedische implantaten
Inconel 625	Ni, Cr, Mo, Nb	Bestand tegen hoge temperaturen, corrosiebestendig	Ruimtevaart, chemische verwerking
Aluminium AlSi10Mg	Al, Si, Mg	Lichtgewicht, goede thermische eigenschappen	Automobiel, ruimtevaart
Koper Cu	Cu	Uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid	Elektrische onderdelen, warmtewisselaars
Maragingstaal (M300)	Fe, Ni, Co, Mo, Ti	Hoge sterkte, taaiheid	Gereedschap, lucht- en ruimtevaart
Nikkellegering 718	Ni, Cr, Fe, Nb, Mo	Hoge sterkte, corrosiebestendig	Straalmotoren, energieopwekking
Kobalt-chroom CoCrMo	Co, Cr, Mo	Slijtvast, biocompatibel	Tandheelkundige implantaten, orthopedische implantaten
Gereedschapsstaal H13	Fe, Cr, Mo, V	Hoge hardheid, weerstand tegen thermische vermoeidheid	Spuitgieten, spuitgieten
Goud Au	Au	Hoge geleidbaarheid, buigzaam	Elektronica, sieraden

Eigenschappen en eigenschappen van metaalpoeder

Metaal Poeder Model	Dichtheid (g/cm³)	Smeltpunt (°C)	Warmtegeleidingsvermogen (W/m-K)	Treksterkte (MPa)
Roestvrij staal 316L	7.9	1375-1400	16	485
Titaan Ti6Al4V	4.43	1604-1660	7.2	950
Inconel 625	8.44	1290-1350	9.8	827
Aluminium AlSi10Mg	2.68	570-590	151	320
Koper Cu	8.96	1085	398	210
Maragingstaal (M300)	8.0	1400	14	2050
Nikkellegering 718	8.19	1260-1336	11.4	1241
Kobalt-chroom CoCrMo	8.3	1330-1410	14.3	1450
Gereedschapsstaal H13	7.8	1427	24	1500
Goud Au	19.32	1064	317	120

Toepassingen van Liquid Metal Jetting (LMJ)

LMJ is een veelzijdige technologie met een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën. Hieronder vindt u enkele van de belangrijkste toepassingen:

Sollicitatie	Beschrijving	Voordelen
Lucht- en ruimtevaart	Productie van lichtgewicht componenten met hoge sterkte	Verbeterde prestaties, brandstofefficiëntie
Automobiel	Productie van complexe motoronderdelen en prototypen	Verbeterde duurzaamheid, ontwerpflexibiliteit
Medisch	Implantaten en chirurgische instrumenten op maat maken	Hoge precisie, biocompatibiliteit
Elektronica	Fabricage van ingewikkelde circuitcomponenten	Uitstekende geleidbaarheid, miniaturisatie
Gereedschap	Productie van duurzame mallen en matrijzen	Hoge slijtvastheid, lange levensduur
Juwelen	Het maken van ingewikkelde en aangepaste ontwerpen	Hoge detaillering, materiaalvariatie
Energie	Productie van componenten voor stroomopwekking en -distributie	Hoge temperatuurbestendigheid, efficiëntie
Consumentengoederen	Aanpassing van huishoudelijke artikelen en gadgets	Ontwerpvrijheid, personalisatie

Voordelen van Liquid Metal Jetting (LMJ)

• Precisie en detail: LMJ blinkt uit in het produceren van onderdelen met hoge precisie en ingewikkelde details, waardoor het ideaal is voor toepassingen die complexe geometrieën vereisen.
• Materiaal veelzijdigheid: De mogelijkheid om verschillende metaalpoeders te gebruiken maakt een breed scala aan toepassingen en materiaaleigenschappen mogelijk.
• Snelheid en efficiëntie: LMJ kan de productietijd aanzienlijk verkorten in vergelijking met traditionele productiemethoden.
• Maatwerk: Perfect voor het produceren van producten op maat, prototypes en kleine series met specifieke ontwerpvereisten.
• Minder afval: LMJ is een additief proces, wat betekent dat materiaal laag voor laag wordt toegevoegd, waardoor minder afval ontstaat dan bij subtractieve productiemethoden.

Nadelen van Liquid Metal Jetting (LMJ)

• Kosten: De initiële investering in LMJ-apparatuur en metaalpoeders kan hoog zijn.
• Complexiteit: De technologie vereist bekwame operators en nauwkeurige controle om de kwaliteit te garanderen.
• Materiële beperkingen: Niet alle metalen zijn geschikt voor jetting, waardoor het aantal mogelijke materialen beperkt is.
• Nabewerking: Voor sommige onderdelen kunnen extra nabewerkingsprocessen nodig zijn om de gewenste oppervlaktekwaliteit te bereiken.

Specificaties, maten, kwaliteiten en normen

Inzicht in de specificaties, maten, kwaliteiten en normen van LMJ-onderdelen is cruciaal om compatibiliteit en prestaties in verschillende toepassingen te garanderen.

Specificatie	Beschrijving	Voorbeeld
Laagdikte	Dikte van elke gestorte laag	20-50 micron
Bouwvolume op	Maximale afmetingen van onderdelen die kunnen worden gemaakt	300x300x300 mm
Resolutie	Minimale vormgrootte die nauwkeurig kan worden geproduceerd	50 micron
Oppervlakteafwerking	Kwaliteit van het oppervlak van het onderdeel na het printen	Ra 3-6 micron
Normen	Industriestandaarden voor kwaliteit en prestaties	ASTM F2924, ISO 17296-2

Leveranciers en prijsinformatie

Het vinden van betrouwbare leveranciers en inzicht in de prijzen is essentieel voor het budgetteren en plannen van LMJ-projecten.

Leverancier	Metaalpoeder	Prijs per kg	Contactgegevens
Hogenäs	Roestvrij staal 316L	$50	www.hoganas.com
Sandvik	Titaan Ti6Al4V	$300	www.materials.sandvik
Timmerman additief	Inconel 625	$200	www.carpenteradditive.com
Eckart	Aluminium AlSi10Mg	$30	www.eckart.net
GKN Hoeganaes	Koper Cu	$20	www.gknpm.com
Kennametal	Maragingstaal (M300)	$250	www.kennametal.com
LPW-technologie	Nikkellegering 718	$250	www.lpwtechnology.com
Heraeus	Kobalt-chroom CoCrMo	$400	www.heraeus.com
Tekna	Gereedschapsstaal H13	$100	www.tekna.com
Johnson Matthey	Goud Au	$50,000	www.matthey.com

Vergelijking van LMJ met andere technologieën

Bij het kiezen van een productietechnologie is het belangrijk om LMJ te vergelijken met andere methoden zoals Selective Laser Melting (SLM) en Electron Beam Melting (EBM).

Functie	Vloeibaar metaal stralen (LMJ)	Selectief lasersmelten (SLM)	Elektronenbundelsmelten (EBM)
Precisie	Hoog	Heel hoog	Hoog
Materiaalvariëteit	Medium	Hoog	Medium
Productiesnelheid	Snel	Medium	Langzaam
Kosten	Hoog	Medium	Hoog
Oppervlakteafwerking	Goed	Uitstekend	Goed
Complexiteit	Medium	Hoog	Medium
Nabewerking	Vereist	Vereist	Vereist

Voor- en nadelen van Liquid Metal Jetting (LMJ)

Pluspunten	Nadelen
Hoge precisie	Hoge kosten
Efficiënte productie	Complexiteit in werking
Materiaal veelzijdigheid	Beperkte materiaalkeuzes
Maatwerk	Nabewerking vereist
Minder afval	Initiële investering

Veelgestelde vragen

1. Wat is vloeibaar metaal stralen? Liquid Metal Jetting is een 3D printproces waarbij gesmolten metaal uit een spuitmond wordt gespoten om laag voor laag onderdelen te maken. Deze technologie wordt gebruikt voor de productie van zeer nauwkeurige onderdelen met eigenschappen zoals een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid.

2. Hoe werkt Liquid Metal Jetting? Het proces begint met het verhitten van metaal tot het vloeibaar is, waarna het vanuit een spuitmond op een bouwplatform wordt gespoten. Het gesmolten metaal stolt snel en vormt een laag. Opeenvolgende lagen worden toegevoegd om het uiteindelijke onderdeel op te bouwen. De technologie maakt vaak gebruik van een drop-on-demand benadering waarbij de metaaldruppels nauwkeurig worden gecontroleerd voor een nauwkeurige afzetting.

3. Welke materialen worden gebruikt bij Liquid Metal Jetting? Gangbare materialen voor LMJ zijn metalen zoals aluminium, tin, lood en indium. Deze materialen worden gekozen op basis van hun smeltpunten en de specifieke vereisten van de toepassing.

Toepassingen en voordelen

4. Wat zijn de belangrijkste toepassingen van Liquid Metal Jetting? LMJ wordt gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder de productie van elektronische componenten, oplossingen voor thermisch beheer, medische apparatuur en hoogwaardige technische onderdelen. Het wordt vooral gewaardeerd voor toepassingen die een hoge precisie en complexe geometrie vereisen.

5. Wat zijn de voordelen van Liquid Metal Jetting? LMJ biedt verschillende voordelen:

• Hoge precisie: In staat om gedetailleerde en complexe geometrieën te maken.
• Hoge thermische en elektrische geleidbaarheid: Nuttig voor componenten die een efficiënte warmteafvoer en elektrische prestaties vereisen.
• Minder afval: Additieve productieprocessen zoals LMJ produceren minder afval in vergelijking met traditionele subtractieve methoden.
• Snel prototypen: Maakt snelle productie van prototypes voor testen en ontwikkeling mogelijk.

ken meer 3D-printprocessen