5 typer av 3D-utskrift av metall Prosesser og deres materialer

3D-printing av metall, eller additiv produksjon, har forandret produksjons- og prototypindustrien ved å gjøre det mulig å lage komplekse metalldeler med høy ytelse. I motsetning til tradisjonelle metoder som innebærer å skjære bort materiale, bygger 3D-printing av metall deler lag for lag, noe som muliggjør en høyere grad av presisjon og designfrihet. Med mange forskjellige 3D-utskrift i metall prosesser som er tilgjengelige, kan bedrifter nå produsere metalldeler og komponenter skreddersydd for bransjer som spenner fra romfart til bilindustri. I denne artikkelen tar vi for oss fem vanlige typer 3D-printingprosesser i metall, samt materialene som brukes i hver prosess.

1. Selektiv lasersmelting (SLM)

Selektiv lasersmelting er en av de mest populære metodene i kategorien 3D-utskrift av metall. Den innebærer at metallpulver smeltes med en laser med høy effekt for å produsere den endelige delen lag for lag. SLM gir svært detaljerte deler som er svært sterke og har imponerende mekanisk ytelse.

Materialer: Så mange metaller som titanlegeringer, rustfritt stål, aluminium og Inconel brukes vanligvis med SLM. Slike metallpulver har et enestående styrke/vekt-forhold kombinert med høy temperaturbestandighet, og disse metallene er derfor ideelle for romfarts- og bilindustrien.

SLM er best egnet for 3D-utskrift av spesialtilpassede metalldeler fordi det gjør det mulig å produsere komplekse geometrier som ville være for vanskelige eller umulige å oppnå med konvensjonelle produksjonsteknikker. Hvis du trenger deler som er spesifikke, er SLM derfor en attraktiv løsning fordi den minimerer verktøykostnadene og reduserer tiden det tar å få produktene ut på markedet.

2. Elektronstrålesmelting (EBM)

EBM eller Electron Beam Melting er en smeltemetode som ligner på SLM, men i stedet for laser brukes en elektronstråle til å smelte metallpulveret. Denne prosessen brukes hovedsakelig til produksjon av deler i luftfarts-, medisin- og forsvarssektoren, ettersom den gjør det mulig å produsere deler som er tette og har høy ytelse.

Materialer: EBM brukes vanligvis til titanlegeringer som Ti-6Al-4V, som er foretrukket på grunn av sin styrke, lave vekt og biokompatibilitet. Dette betyr at det kan være spesielt nyttig ved spesialbearbeiding av deler der titan er nødvendig på grunn av sine spesielle egenskaper. Deler som er laget under elektronstråler, har høy tetthet og er fri for oksidasjon, noe som øker styrken på grunn av den høyenergetiske elektronstrålen som arbeider i vakuum. Mindre restspenninger, noe som er avgjørende i tungindustrien, er en annen fordel med EBM-produksjon.

3. Direkte energideponering (DED)

Begrepet Direct Energy Deposition (DED) refererer i utgangspunktet til en form for 3D-printing av metall, der omsmelting av metallråstoff på et substrat gjøres med en fokusert energikilde, for eksempel laser eller elektronstråle. En slik prosess anses som ekstremt fleksibel, og delene kan derfor i stor grad tilpasses, repareres eller modifiseres.

Materialer: Ulike materialer kan behandles med DED, blant annet rustfritt stål, titanlegeringer, Inconel og kobolt-krom-legeringer. Disse materialene velges vanligvis på grunn av deres korrosjons- og varmebestandighet og mekaniske egenskaper.

I tillegg brukes DED ofte til spesialtilpasset bearbeiding, siden det tilfører materiale til eksisterende komponenter for reparasjoner og/eller modifikasjoner av konstruksjonen, samtidig som man unngår kravet om fullstendig nyproduksjon.

4. Binder Jetting

Binder Jetting defineres som en 3D-utskrift av metall prosess der et flytende bindemiddel selektivt avsettes over metallpulver for å skape en del. Etter at hele delen er skrevet ut, legges den i en ovn for sintring, slik at metallpartiklene smelter sammen og danner en solid struktur. Denne metoden brukes vanligvis til små til middels store produksjonsserier.

Materialer: Noen av de vanligste materialene som brukes til bindemiddelstøping, er rustfritt stål, kobber og verktøystål, og valget av materiale er ofte styrt av behovet for mindre påkjente, men sterke og holdbare komponenter som tåler store belastninger.

En av fordelene med bindemiddelstråling når det brukes til 3D-utskriftstjenester i metall er muligheten til å skrive ut deler med komplekse geometrier. Slike egenskaper gjør at industrien ikke trenger å gå gjennom bryderiet med å få spesialtilpassede deler laget for små prototypserier eller lave produksjonsvolumer.

5. Ekstrudering av metall (Fused Deposition Modeling for Metal)

Metallekstrudering eller FDM (Fused Deposition Modeling) er det samme som vanlig FDM i plast, bortsett fra at det brukes metallfilamenter i stedet for termoplastfilamenter. Disse filamentene er en blanding av metallpulver og bindemidler som ekstruderes gjennom en oppvarmet dyse, lag for lag, slik at den ønskede delen oppstår.

Materialer: Metallekstrudering kan utføres på forskjellige materialer som rustfritt stål, bronse og aluminium. Materialene er ofte et kompromiss mellom kravene til delen (styrke, duktilitet og kostnad). Tilpasset 3D-utskrift av metall for lavvolumproduksjon eller for deler som skal brukes i etterbehandling, er vanlig med denne metoden. Metodene for ekstrudering av metall gir også mulighet for storskalaproduksjon, noe som gjør den til et fleksibelt valg for selskaper som tilbyr 3D-utskriftstjenester i metall.

Konklusjon

Selv om SLM, EBM, DED, Binder Jetting og Metal Extrusion behandler metaller for 3D-applikasjoner, har hver av dem sine unike fordeler med tanke på materialegenskaper, kompleksiteten til delene og sluttbruksområder. Hvis du ønsker å produsere spesialtilpassede maskinerte deler til bruk innen luftfart, bilindustri eller medisin, har det vist seg at 3D-utskrift av metall nå kan brukes til å oppnå den fleksibiliteten og høye presisjonen som forventes av moderne produksjon. Kontakt oss for å finne riktig 3D-utskriftsmetode og materiale for å produsere deler med høy ytelse for deres spesifikke bruksområder.

Få et tilbud