Sun Sep 22 2019

09 22

Alternatieve poeders voor 3D staal printen

16/07/2019

Door Ad Spijkers

Aan het Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden is een nieuw soort ijzerpoeder verwerkt en getest. Hiermee wordt tegemoet gekomen aan een van de prijskwesties van additive manufacturing.


     

Tot nu worden voor de additieve productie bij de op een poederbed gebaseerde methoden Selective Electron Beam Melting (SEBM) en Selective Laser Melting (SLM) uitsluitend sferisch poeders gebruikt. Deze worden vervaardigd door vernevelen in een inert gas. Hierdoor zijn de prijzen hoog. Met de nu geteste productiemethode kunnen prijzen voor ijzerpoeders worden gerealiseerd die slechts 10% van de huidige kosten vergen. Ook voor andere materialen bestaan goedkope alternatieven, zoals HDH titaniumpoeder.

Nieuwe poeders

Fraunhofer IFAM heeft met een maakbaarheidsstudie voor verwerking via SEBM aangetoond, dat met dit ijzerpoeder onderdelen met stabiele vorm kunnen worden gemaakt. Ondanks de onregelmatige vorm van de deeltjes en de te verwachten slechtere vloei in vergelijking met in gas vernevelde poeders, is dit ijzerpoeder een echt low-cost alternatief. Verder werd daarmee wederom bewezen dat de SEBM-methode wat betreft variatie van het vloeigedrag van het poeder een zeer robuuste technologie is.

Ook het toevoegen van verschillende poedermengsels en daarmee de verwerkbaarheid van de meest uiteenlopende legeringen werd getest. Momenteel loopt gedetailleerd onderzoek naar het gedrag van de respectievelijke legeringen. Hiermee heeft het instituut niet alleen een goedkoop alternatief voor additieve productie van staalsoorten geboden, dat analoog ook voor andere materialen denkbaar is. Ook neemt de flexibiliteit in materiaalkeuze toe en wordt een breder materiaalaanbod economischer.

Breed onderzoek

Fraunhofer IFAM biedt partners uit industrie en onderzoek een scala aan onderzoeksmogelijkheden van poeder tot onderdeel, bijvoorbeeld in de vorm van maakbaarheidsstudies, evaluatie van poeders voor additive manufacturing en kwalificatie van nieuwe materialen. Onderdeel van het aanbod is ook de ontwikkeling van onderdelen, beginnend bij het poeder en verder via de constructie (bijvoorbeeld optimalisatie van de topologie voor gewichtsbesparing en/of integratie van het onderdeel) tot en met de productie en nabewerking van het onderdeel.

Het instituut heeft in Dresden zijn technologieën op het gebied van additieve productie gebundeld in het Innovation Center Additive Manufacturing (ICAM). Hier kan men uit één hand op maat oplossingen voor de meest uiteenlopende vraagstukken aanreiken. Voor de klant zijn verschillende AM-technieken beschikbaar: SEBM, 3D zeefdruk, filament printing, 3D sjabloondruk en dispensieprinten.

De foto toont een demonstratieonderdeel uit ijzerpoeder dat is vervaardigd door Selectrive Laser Beam Melting (ontwerp uit Agent-3D). Foto: Fraunhofer IFAM Dresden.