Additiv tillverkning Pulver

Additiv tillverkning (AM), även känd som 3D-printing, bygger på metalliska och icke-metalliska pulver för att bygga komponenter lager för lager. Att välja en välrenommerad leverantör av AM-pulver är avgörande för att uppnå optimala materialegenskaper, prestanda och kvalitet på slutanvändningsdelen.

Denna omfattande guide innehåller allt du behöver veta för att välja rätt pulver och leverantör för additiv tillverkning, inklusive:

Översikt över Additiv tillverkning Pulver

Pulver för additiv tillverkning avser de råmaterial som används vid pulverbäddfusion, deponering med riktad energi, bindemedelsstrålning och andra pulverbaserade AM-processer.

Viktiga typer av AM-pulver:

• Metaller – Titan, aluminium, stål, nickel, kobolt-krom
• Polymerer – Nylon, PEEK, TPU, ABS, polyamid
• Keramik – Aluminiumoxid, zirkoniumoxid, kiselkarbid
• Kompositer – Partikelarmerade, kortfiber

Pulvrets egenskaper:

• Kemi – Renhet, sammansättning, legering
• Partikelstorlek och -fördelning
• Partikelform – sfärisk, oregelbunden
• Densitet och porositet
• Flytbarhet
• Fukthalt

Viktiga pulverleverantörer:

• OEM-företag som EOS, 3D Systems, GE Additive
• Metallpulverspecialister såsom AP&C, Sandvik, Praxair
• Stora metallproducenter inklusive Carpenter, Höganäs, Rio Tinto

Att välja den optimala pulvertypen och parametrarna som är skräddarsydda för din AM-process och dina applikationer är avgörande för högkvalitativa detaljer.

Typer av Additiv tillverkning Pulver

Det finns fyra huvudkategorier av AM-pulver för metaller, polymerer, keramer och kompositer:

Metallpulver

De mest använda metallerna inkluderar:

• Titan och titanlegeringar
• Aluminiumlegeringar
• Rostfria stål
• Verktygsstål
• Kobolt-krom-legeringar
• Superlegeringar av nickel
• Ädelmetaller som guld och silver

Fördelar: Hög hållfasthet, hållbarhet, värmebeständighet

Tillämpningar: Flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, fordonsindustri, industri

Polymerpulver

Vanliga polymerer som används:

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

Fördelar: Seghet, kemisk beständighet, flexibilitet

Tillämpningar: Konsumentprodukter, industriella delar

Keramiska pulver

Exempel på detta är:

• Aluminiumoxid
• Zirkonia
• Kiselkarbid
• Kiselnitrid
• Trikalciumfosfat

Fördelar: Hög hårdhet, värme- och korrosionsbeständighet

Tillämpningar: Skärande verktyg, dental-, flyg- och rymdindustrin

Kompositpulver

• Partikelförstärkta metaller och polymerer
• Kortfiberarmerad plast

Fördelar: Förbättrade mekaniska egenskaper

Tillämpningar: Fordon, sportartiklar, infrastruktur

Rätt pulvertyp påverkar detaljens egenskaper som styrka, funktion, estetik och mycket mer.

Additiv tillverkning Pulveregenskaper

AM-pulver måste uppfylla strikta specifikationer för:

Fastighet	Detaljer	Betydelse
Kemi	Legeringens sammansättning, renhetsgrad	Påverkar mikrostruktur, defekter och mekaniska egenskaper
Partikelstorlek	Genomsnittlig storlek och fördelning	Påverkar upplösning, ytfinhet, densitet
Partikelform	Sfäriska, oregelbundna, satellitpartiklar	Påverkar packningsdensitet, flytbarhet, spridbarhet
Täthet	Bulk- och tappdensitet	Högre densitet ger större detaljtäthet
Flödeskarakteristik	Flödeshastighet, rasvinkel	Säkerställer jämn spridning av pulver under tryckning
Fukthalt	Låg fukthalt	Förhindrar agglomerering och nedbrytning av pulver
Ytoxider	Tunt, enhetligt oxidskikt	Låg oxidation ger överlägset pulverflöde och egenskaper

Strikt kontroll över dessa pulveregenskaper är avgörande för högkvalitativa AM-komponenter.

Tillämpningar av pulver för additiv tillverkning

AM-pulver används inom följande viktiga branscher och tillämpningar:

Industri	Tillämpningar
Flyg- och rymdindustrin	Turbinblad, flygplans- och motorstrukturer, fästen, kylflänsar
Medicinsk	Ortopediska och dentala implantat, kirurgiska verktyg, patientanpassade hjälpmedel
Fordon	Lättviktskomponenter, specialtillverkade delar, verktyg
Industriell	Delar till tung utrustning, robotteknik, verktyg, jiggar och fixturer
Konsument	Smycken, samlarföremål, spelminiatyrer
Olja & Gas	Borrhålsverktyg, ventiler, delar till borrhålshuvud, pumpkomponenter

Andra användningsområden är arkitektoniska modeller, verktyg för snabb tillverkning samt utrustning för kärnkraft och kemi.

AM möjliggör snabbare och mer flexibel produktion av komplexa, optimerade delar inom olika sektorer.

Specifikationer för AM-pulver

AM-pulvrets egenskaper och kvalitet kan anpassas efter behov:

Parameter	Alternativ
Material	Metaller, polymerer, keramer, kompositer
Kemi	Olika legeringar, polymerer, förstärkningar
Partikelstorlek	Nano, mikro, 10-45 μm, 15-150 μm etc.
Storleksfördelning	Strama distributioner tillgängliga
Partikelns form	Övervägande sfärisk
Täthet	Upp till ~98% teoretisk densitet
Flödeshastighet	Optimala flödeshastigheter uppnås
Oxider på ytan	Låga oxidationsnivåer
Kontaminering	Minimerade föroreningsnivåer
Fukthalt	Låg fukthalt

Samarbeta med leverantörer för att skräddarsy pulverspecifikationer för din AM-process, materialbehov och krav på slutanvändning.

Designöverväganden för AM-pulver

Vissa konstruktionsmetoder förbättrar AM-pulvrets prestanda:

• Modifiering av legering – Justering av sammansättningar för att optimera mekaniska egenskaper, undvika varmsprickning etc.
• Blandning – Blandning av olika pulver för att uppnå anpassade materialegenskaper
• Ytbeläggningar – Applicering av specialbeläggningar för att skydda legeringspulver från oxidation
• Siktning – Klassificering av pulver i smala partikelstorleksfraktioner
• Avgasning – Avlägsnar gasformiga föroreningar som orsakar porositet
• Flödestillsatser – Tillsats av flödesmedel i nanoskala för att förbättra pulvers flytbarhet
• Föryngring – Återvinning av använt pulver genom att avlägsna fukt och orenheter

Arbeta nära din leverantör av AM-pulver för att utnyttja dessa designalternativ för överlägsna detaljegenskaper.

Standarder för Pulver för additiv tillverkning

Viktiga standarder bidrar till att säkerställa AM-pulvrets kvalitet och enhetlighet:

• ASTM F3049 – Standardguide för karaktärisering av AM-metaller
• ASTM F3055 – Standardspecifikation för metalltillsatser
• ASTM F3213 – Standard för metallpulver som används vid pulverbäddsfusion
• ISO/ASTM 52915 – Standardspecifikation för legeringen Ti-6Al-4V
• ASTM F3184 – Standard för pulver av rostfritt stål
• ASTM F3301 – Standard för pulver av nickellegeringar
• ISO/ASTM 52904 – Processegenskaper och QC för AM-metaller

Pulverleverantörer och pulveranvändare bör följa dessa standarder för att jämföra kvaliteten.

Leverantörer av AM-pulver

Ledande globala tillverkare av AM-pulver inkluderar:

Leverantör	Material	Beskrivning	Prissättning
AP&C	Ti, Al, CoCr, stål	Specialiserad tillverkare av sfäriska pulver	$xx-$xxx/kg
Sandvik	Ti, Ni, Al, Stål	Brett legeringsutbud för AM	$xx-$xxx/kg
Praxair	Ti, Ni, CoCr, Al	Högkvalitativt atomiserat & legeringspulver	$xx-$xxx/kg
Snickare	Ti, CoCr, SS, Al	Brett utbud av legeringar och partikelstorlekar	$xx-$xxx/kg
GE Additiv	Ti, Al, CoCr, Cu	OEM som tillhandahåller integrerade AM-lösningar	$xx-$xxx/kg
Höganäs	Stål, SS	Stor global leverantör av pulvermetall	$xx-$xxx/kg

Det finns ett stort antal välrenommerade globala leverantörer som erbjuder AM-pulver av hög kvalitet för metaller, polymerer, keramer och kompositer.

Hur man väljer en leverantör av pulver för additiv tillverkning

Här är några viktiga faktorer att tänka på när du väljer leverantör av AM-pulver:

• Teknisk expertis inom AM-pulvertillverkning
• Utbud av material erbjuds – metaller, polymerer, keramik etc.
• Kvalitetsstyrning – Karakterisering av pulver, provtagning, testning, analys, dokumentation, certifieringar
• Kapacitet för sfäriska pulver – För densitet och flytbarhet
• Anpassningsmöjligheter – Skräddarsydd storleksfördelning, sammansättning, ytbeläggningar etc.
• Förståelse för AM-processen – Pulver optimerat för din specifika AM-teknik
• R&D-expertis – Pågående utveckling av pulver
• Kundtjänst – Applikationsrådgivning, felsökning, utbildning
• Ledtider – Lagertillgänglighet för snabb leverans
• Prissättning – Konkurrenskraftig för dina volym- och kvalitetsbehov

Samarbeta med en pulvertillverkare som är engagerad i konsekvent kvalitet och teknisk support.

Hur man förvarar pulver för additiv tillverkning

Korrekt förvaring av AM-pulver bevarar materialets kvalitet och förhindrar nedbrytning:

• Förvara pulvret i förslutna originalförpackningar, skyddat från fukt och föroreningar
• Upprätthålla svala, torra förhållanden i anläggningen
• Begränsa temperaturvariationer som kan leda till fuktabsorption
• Använda ett först-in-först-ut (FIFO) lagersystem
• Endast öppen behållare vid användningstillfället
• Discard pulvure usate in un tempu adattatu
• Fate cuntrolli di qualità periodichi nantu à a pulvure almacenata
  • Verificate a chimica, a distribuzione di e dimensioni, u ritmu di flussu, l'ossidi di a superficia
• Seguite tutte e precauzioni di sicurezza – PPE, manipulazione di gas inerti, cuntrollu di a fonte d'ignizione

L'almacenamentu propiu hè essenziale per a stabilità di a pulvure è per maximizà a qualità di e parti cù u tempu.

Riciclà a Pulvure di Fabbricazione Additiva

A pulvure AM usata pò esse riciclata:

Metod	Översikt
Termale	U trattamentu termicu brusgia i rivestimenti è l'impurezze
Mekanisk	I prucessi fisichi caccianu a contaminazione è rinfrescanu e particelle
Kemisk	I prucessi chimichi caccianu l'ossidi di a superficia è i rivestimenti
Plasma	L'energia di plasma dissocia l'elementi indesiderati da a pulvure

Benefici di u riciclamentu:

• Reduce i costi di a pulvure in modu significativu
• Fabbricazione più sustenibile
• Ottene tassi di riutilizazione elevati in certe leghe

Travagliate cù u vostru fornitore di pulvure AM per implementà pratiche di riciclamentu di pulvure economiche.

Kostnadsanalys av Pulver för additiv tillverkning

I costi di a pulvure AM varienu significativamente secondu u materiale:

Material	Kostnad per kg
Aluminiumlegeringar	$50 – $120
Titanlegeringar	$170 – $450
Rostfria stål	$50 – $120
Verktygsstål	$50 – $200
Superlegeringar av nickel	$150 – $500
Kobolt Krom	$150 – $300
Polymerer	$80 – $200

U costu di a pulvure dipende da:

• Kosta baas material
• Legeringens sammansättning
• Fason blong produksin – gas vs wota atomisaesen
• Kwoliti – ol impuriti, patikel saes distribusen
• Volum blong pem – hae volum i givim moa daun praes

Blong balansim kwoliti blong paoda wetem praes we man i save pem, hem i impoten blong mekem valiu i kam antap.

Ol Praes mo Kon blong Metal vs. Polima AM Paoda

Ol Praes blong Metal Paoda

• Hae stren mo resis blong tempretur
• Ekselen durabiliti mo resis blong krek i gro
• Plante difren kaen ol advensem aloae opsiun
• Save mekem ol propeti blong material blong las pat i kam olsem

Ol Kon blong Metal Paoda

• Hae kosta blong material
• Smol saes mo ol saplaea naoia
• Ol sefti prekosin we oli nidim blong manejem
• Moa infrastrakti i nidim blong prosesim

Ol Praes blong Polima Paoda

• Lägre materialkostnader
• Moa saplaea mo joes long ol material
• Jenereli i sef blong manejem
• I nidim smol infrastrakti we i no had tumas

Polymerpulver Nackdelar

• Lägre hållfasthet, värmebeständighet och hållbarhet
• Begränsat antal högpresterande polymerer för närvarande
• Används ofta för prototyper jämfört med färdiga delar
• Oförutsägbara och anisotropiska materialegenskaper

Vilket alternativ som är det rätta beror på applikationskrav, driftsförhållanden och ekonomi.

Framtidsutsikter för AM-pulver

Marknaden för AM-pulver förväntas nå över 5 miljarder USD år 2028, tack vare tillväxt inom:

• Flyg- och rymdindustrin samt medicinska sektorer
• Användning av AM för produktionsapplikationer
• Nya legeringar och material för AM
• Biltillverkarnas införande av AM
• Utveckling av leveranskedjan när efterfrågan ökar

Viktiga framtida möjligheter och utvecklingar inkluderar:

• Nya tillverkare av AM-pulver på väg in på marknaden
• Konkurrenskraftig prissättning med ökade volymer
• Högre renhet och förbättrad flytbarhet
• Anpassade legeringssammansättningar och partikeloptimering
• Förbättrade återvinningsprocesser och -ekonomi
• Automatiserad pulverhantering och lagerhantering

AM-pulver kommer att spela en viktig roll i AM-industrins fortsatta expansion och införande i viktiga tillverkningsindustrier.

VANLIGA FRÅGOR

F: Vilka material finns tillgängliga för additiv tillverkning?

S: De vanligaste materialen är metaller, polymerer, keramer och kompositer. Metaller är t.ex. titan, aluminium, rostfritt stål, verktygsstål, nickellegeringar och ädelmetaller. Polymerer inkluderar nylon, PEEK, ABS och polyamid.

F: Vilket är det mest använda AM-metallpulvret?

A: Titanlegeringar, särskilt Ti-6Al-4V, är de vanligaste metallpulvren som används inom viktiga branscher som flyg- och rymdindustrin samt medicinteknik.

F: Vad är den optimala partikelstorleken för AM-pulver?

S: Standardpulverstorlekar varierar från 10-45 mikron för de flesta AM-processer. Den optimala storleken beror dock på den specifika maskinen och processparametrarna.

F: Hur mycket kostar AM-pulver av metall?

S: Pulverkostnaderna varierar mycket från $50-$500/kg beroende på legering, kvalitet och inköpsvolym. Titan ligger i den högre änden medan aluminium och stål är billigare.

F: Försämras materialegenskaperna om man använder återvunnet pulver?

A: Egenskaperna kan försämras efter upprepad återvinning. Utnyttjandegraden beror på legeringen och återvinningsprocessen. Samarbeta med din leverantör för att maximera återanvändningen och samtidigt bibehålla enhetligheten.

Q: Vilka är de viktigaste pulveregenskaperna för AM?

A: Viktiga egenskaper inkluderar kemi, partikelstorleksfördelning, form, densitet, flytbarhet, låg fukthalt och ytoxider.

Q: Hur produceras AM-pulver?

A: Metallpulver produceras huvudsakligen med hjälp av gas- eller vattenatomisering. För polymerer används olika pulveriseringsmetoder. För keramik används avancerade processer som sfäroidisering med plasma.

F: Hur kan du bestämma AM-pulverkvalitet?

A: Utför testning och karakterisering enligt branschstandarder för parametrar som kemi, renhet, partikelstorleksfördelning, flödeshastighet, densitet och fuktinnehåll.

F: Vilka försiktighetsåtgärder krävs vid hantering av AM-pulver av metall?

A: Använd lämplig personlig skyddsutrustning, minimera damm, undvik antändningskällor, tillämpa korrekta lagrings- och rengöringsmetoder, följ alla rekommenderade säkerhetsprocedurer.

Q: Hur skiljer sig AM-pulver från pulver för andra processer, t.ex. MIM?

S: AM-pulver kräver strängare specifikationer för partikelstorleksfördelning, sfärisk morfologi, flödesegenskaper och renhet för att maximera detaljkvaliteten.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser