Leverantörer av pulver för 3D-skrivare

3D-utskriftsteknik bygger på pulvermaterial för att bygga upp objekt lager för lager. Valet av rätt pulver är avgörande för detaljkvalitet, mekaniska egenskaper, noggrannhet, detaljupplösning och ytfinish. Den här artikeln ger en översikt över olika typer av pulver som används i större 3D-printingprocesser, deras sammansättning, viktiga egenskaper, tillämpningar och ledande globala leverantörer.

Översikt över leverantörer av pulver för 3d-skrivare

3D-utskrifter, även kända som additiv tillverkning, använder pulverformiga polymerer, metaller, keramer eller kompositer som råmaterial. Baserat på den teknik och de material som används kan pulvren konstrueras med specifika partikelstorleksfördelningar, morfologi, flödesegenskaper, smältpunkter och andra fysikaliska och kemiska egenskaper som är skräddarsydda för utskriftsprocessen.

Olika typer av pulver för 3D-skrivare

Flera viktiga tekniker bygger på pulverbäddsfusion för att selektivt smälta och stelna material lager för lager för att tillverka 3D-objekt. Populära processer och tillhörande pulver inkluderar:

Sammansättning av polymerpulver för SLS

Selektiv lasersintring bygger på fina polymerpulver med kontrollerad partikelstorleksfördelning och morfologi. Vanliga material inkluderar:

Nylon 12 är det mest använda polymerpulvret för lasersintring. Sammansättningen innehåller baspolymer av nylon, flödesmedel och andra tillsatser:

Nylon 12 pulver sammansättning

Olika typer av metallpulver för AM-processer

Vanliga metallpulver som används vid pulverbäddsfusion och bindemedelsstrålning är

Titanlegeringar som Ti-6Al-4V används i stor utsträckning för att tillverka starka, lätta strukturella komponenter inom flyg-, fordons- och medicinsektorn via DMLS och EBM.

Sammansättning och produktion av metallpulver

De flesta kommersiella metallpulver framställs via gas- eller vattenatomisering. Sammansättningen innehåller ett baslegeringselement som titan eller aluminium och andra legeringsingredienser:

Ti-6Al-4V pulversammansättning

Andra vanliga produktionsmetoder för AM-pulver av metall är plasmaatomisering, elektrolys och kemisk reduktion. Dessa påverkar pulveregenskaper som partikelform, storleksfördelning, flytbarhet, skenbar densitet och mikrostruktur.

Pulver för keramik och kompositer

Även keramer och kompositer kan bearbetas med pulverbäddsteknik för att skapa högpresterande komponenter:

Fotohärdande keramiska hartspulver som innehåller nanopartiklar av silikondioxid suspenderade i fotopolymer används ofta i stereolitografiska skrivare med hög precision.

Pulvrets egenskaper och specifikationer

Pulver till 3D-skrivare måste uppfylla strikta specifikationer när det gäller partikelstorleksfördelning, morfologi, flödeshastighet, densitet och mikrostruktur. Typiska värden visas nedan:

Specifikationer för polymerpulver

Specifikationer för metallpulver

Tillverkarna tillhandahåller datablad för pulvermaterial som specificerar fysiska egenskaper, testrapporter för kemisk sammansättning, analys av partikelstorleksfördelning, flödesmätningar och bilder från svepelektronmikroskopi.

Användningsområden för pulver för 3D-utskrift

Polymer- och metallpulver möjliggör produktion av slutanvändarkomponenter inom olika branscher. Några exempel är:

Polymera delar

• Funktionella prototyper
• Kanaler och höljen för fordon
• Konsumentprodukter, sportartiklar
• Interiörkomponenter för flyg- och rymdindustrin

Metalldelar

• Flygplansmotorer/strukturella delar
• Turbinblad, impellrar
• Biomedicinska implantat, utrustning
• Formsprutningsverktyg, skärande verktyg

Pulver för 3D-printning möjliggör komplexa geometrier med förbättrade mekaniska egenskaper som inte kan uppnås genom traditionella gjutnings- eller bearbetningsprocesser.

Pulverleverantörer

Bland de ledande globala leverantörerna av pulver som är skräddarsydda för de viktigaste 3D-utskriftsteknikerna finns

Polymerpulver

Metallpulver

Dessa företag erbjuder ett brett utbud av materialkvaliteter anpassade för SLS, DMLS, EBM och bindemedelsstrålning med specialiserade partikelstorleksfördelningar, former, renhetsnivåer och legeringskemier.

Kostnadsanalys för pulver

Materialkostnaden är en viktig faktor när det gäller AM i metall. Priset på pulver beror på sammansättning, produktionsmetod, kvalitet och ordervolym:

Polymerpulver kan vara 40-90% billigare jämfört med exotiska legeringar för flyg- och rymdindustrin. Återvinning av använt pulver genom siktning och blandning med nytt pulver bidrar till att sänka materialkostnaderna.

För- och nackdelar med pulverbaserad AM

Sammanfattning

Sammanfattningsvis bygger pulverbäddsfusion och bindemedelsstrålning på specialtillverkade plast-, metall-, keramik- eller kompositpulver med skräddarsydd storlek, form, sammansättning och mikrostruktur. Ledande polymeralternativ inkluderar nylon 12, PEEK och TPU medan vanliga metaller omfattar aluminium, titan och nickelbaserade legeringar. Globala leverantörer erbjuder ett brett materialurval som är validerat för de flesta AM-system. Att välja applikationsspecifika pulver som matchar mekaniska krav och egenskaper är avgörande för detaljens prestanda.

Vanliga frågor

Vilka är de viktigaste typerna av pulver för 3D-utskrift?

De fyra huvudkategorierna är plaster som nylon 12 och PEEK, metaller som aluminium-, titan- och verktygsstållegeringar, keramer som aluminiumoxid eller kiselkarbid samt polymer-/fiberkompositer.

Vilken pulverstorlek är idealisk för AM-processer?

Ett typiskt intervall är 15-100 mikrometer för metaller och 15-150 mikrometer för polymerer. Storleksfördelningen påverkar densitet, flytbarhet, ytjämnhet, noggrannhet och hastighet.

Vilka produktionsmetoder används för att tillverka metallpulver?

Vanliga tekniker är atomisering med inerta gaser som argon eller kväve och atomisering med vatten. Vissa nischlegeringar bygger på plasmaatomisering, elektrolys eller kemiska processer.

Hur utvärderar du pulvrens lämplighet för AM?

Viktiga parametrar är partikelstorleksfördelning, flödeshastighet, skenbar densitet, morfologi och mikrostruktur. Materialcertifieringsrapporter bekräftar kemisk sammansättning, gas/oxidinnehåll och spårföroreningar.

Vilken efterbearbetning krävs för 3D-utskrivna pulverdetaljer?

Beroende på material och process omfattar de vanligaste stegen borttagning av stöd, blästring, glödgning, HIP och maskinbearbetning för att uppnå måttnoggrannhet och önskad finish.

Vilka är de typiska prisnivåerna för AM-pulver av metall?

Prover på 1-5 kg kostar $100-300/kg. Typiska volymbeställningar på 10-100 kg varierar från $60-250/kg. Högvolymsbeställningar på >500 kg kan uppgå till $30-150/kg för vanliga legeringar för flyg- och rymdindustrin.

Hur påverkar återvunnet pulver detaljkvaliteten och den mekaniska prestandan?

Upprepad återvinning efter 2-3 byggnationer kan leda till förändrad storleksfördelning, kontaminering, uppbyggnad av satelliter, problem med pulvernedbrytning som ger lägre densitet och sämre mekaniska egenskaper. Ny pulverblandning hjälper till att övervinna detta.

Vilka förbättringar förväntas i framtida metallpulver?

Viktiga fokusområden är kundanpassade legeringar, bättre pulverspridbarhet och packningsdensitet för snabbare uppbyggnad, lägre porositet och högre densitet vilket leder till förbättrade materialegenskaper och ytfinish.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser