Poederverontreiniging:een verborgen gevaar voor metalen prints

Elk 3D-geprint kwaliteitsmodel - of het nu een prototype, een displaymodel of een industrieel onderdeel is - begint met een kwaliteitsmateriaal. Dit is vooral belangrijk voor 3D-printen van metaal, omdat onderdelen die bedoeld zijn voor industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, defensie en de auto-industrie volgens de hoogste normen moeten worden vervaardigd. De materialen die voor metaalprints worden gebruikt, zijn echter nog steeds vrij duur en moeten daarom intelligent worden ingezet om ervoor te zorgen dat de operaties kosteneffectief blijven.

Een belangrijk onderdeel hiervan is het behoud van de zuiverheid van alle poedermaterialen die worden gebruikt voor 3D-printen. Elke oplage die mislukt als gevolg van vervuiling van de materialen betekent zowel tijd- als geldverspilling. Het kan echter bedrieglijk moeilijk zijn om de zuiverheid van de poeders die worden gebruikt voor metaalafdrukken te behouden. Inderdaad, veel bureaus zijn zich niet bewust van een probleem met hun metaalpoeder totdat het daadwerkelijk tot een mislukte oplage leidt.

Dus wat is het antwoord?

De voortdurende uitdaging van het recyclen van 3D-printmateriaal

Een manier om mogelijk de materiaalkosten te verlagen, is door overgebleven poeder waar mogelijk te recyclen. Hoewel dit concept voor de hand lijkt te liggen, is het in de praktijk vaak gemakkelijker gezegd dan gedaan. Bij het sinteren van metaalpoeders zullen deeltjes van nature kleine 'klontjes' vormen in de gebieden rond het onderdeel. Hoewel deze met het blote oog misschien onmogelijk te detecteren zijn, zullen ze de consistentie van de deeltjesgrootte van het poeder op subtiele wijze veranderen, wat op zijn beurt de kwaliteit van alle andere onderdelen die met die partij poeder worden afgedrukt, zal beïnvloeden.

Een manier om dit probleem op te lossen is door middel van technologie. Er zijn nu bijvoorbeeld printers beschikbaar die al het resterende poeder na het printen door een zeefachtig mechanisme doen om eventuele klonten eruit te filteren en de materiaalconsistentie zoveel mogelijk te behouden. Dit betekent echter nog steeds dat niet al het poederbed opnieuw kan worden gebruikt. Bovendien zullen, zelfs bij zorgvuldig zeven en verversen van het poederbed, na verloop van tijd nog steeds subtiele veranderingen in de poederkwaliteit optreden, wat betekent dat het zorgvuldig moet worden gecontroleerd om mislukte afdrukken te voorkomen.

Hoewel dergelijke maatregelen ervoor zorgen dat metaalpoeder zeker kan worden hergebruikt, blijven er nog steeds vragen over of ze in staat zullen zijn om voldoende hoge kwaliteitsnormen te handhaven om te voldoen aan de strikte wettelijke vereisten in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie. Tenzij printerbedrijven en materiaalleveranciers een ijzersterke garantie kunnen geven dat het poederrecyclingproces volledig onfeilbaar is, zal het voor deze industrieën van beperkt nut zijn. In dergelijke gevallen is de enige haalbare optie om de doorlopende kosten van het gebruik van een nieuw poederbed voor elke oplage te accepteren.

Verborgen onzuiverheden verpesten metalen prints

In een recente case study van metaalpoederspecialist LPW, bleek een aluminium onderdeel (een gasturbine) gemaakt met 3D-printen scheuren te bevatten, zelfs na meerdere pogingen om het onderdeel opnieuw af te drukken met verschillende instellingen. Toen LPW werd ingeschakeld om intensief onderzoek te doen naar het gebruikte metaalpoeder, bleek het deeltjes van Inconel 625 te bevatten. Deze deeltjes hadden een microscoop nodig om ze te bekijken, maar toen ze zich tijdens het drukproces groepeerden, bleek hun onverenigbaarheid met het printen materiaal heeft geleid tot de vorming van scheuren.

Later bleek dat de besmetting was veroorzaakt door een verkeerde omgang met het poeder door een medewerker. De 3D-printer was eerder gebruikt voor een andere oplage waarbij Inconel 625 werd gebruikt, en de medewerker had niet de juiste reinigingsprocedure gevolgd voordat het aluminiumpoederbed werd toegevoegd.

De boodschap hier is dat alle metaalpoeders die worden gebruikt voor industrieel 3D-printen te allen tijde zorgvuldig moeten worden bewaard om onbedoelde vermenging te voorkomen, en dat de reinigingsprocedures van elke printer nauwkeurig moeten worden gevolgd, vooral bij het wisselen van materiaal. Zoals blijkt uit de casestudy van LPW, zal een poeder dat eenmaal is besmet, waarschijnlijk specialistische apparatuur nodig hebben om de oorzaak te identificeren en een oplossing te bieden, dus het is veel beter om het risico helemaal te vermijden.

Een effectief systeem opzetten om de zuiverheid van uw materialen te behouden

Poederverontreiniging vormt een voortdurende uitdaging voor elk bedrijf dat metaalafdrukken levert, dus het is iets dat zorgvuldig moet worden overwogen als onderdeel van uw bredere projectworkflows. Hoewel technologie u zeker kan ondersteunen als het gaat om het onderhoud van uw metaalpoeder, mag het niet worden beschouwd als een vervanging voor een goede training en bewustwording van de gevaren van poederverontreiniging bij uw personeel.

Zoals met zoveel gebieden van additieve productie, is het veel beter (en goedkoper!) om een ​​probleem te voorkomen dan op te lossen, dus houd rekening met hoe uw poeder wordt opgeslagen en behandeld, en laat niets aan het toeval over, vooral voor functionele, industriële metalen afdrukken. Hoewel het zeker een extra fase in uw workflows zal zijn, zal de extra gemoedsrust het meer dan waard zijn.