Ben je al bezig met 3D-geprint titanium?

Metaal 3D-printen was een aantal jaren lang een verre droom voor veel productieprofessionals, maar nu is het niet alleen mogelijk, maar gemakkelijk haalbaar voor de meeste AM-operaties. Dit betekent dat prototypes en productie kunnen worden geleverd in een reeks hoogwaardige metalen. Een van de meest opwindende opties die tegenwoordig beschikbaar zijn, is 3D-geprint titanium. Vandaag bekijken we de potentiële voordelen van dit materiaal en de belangrijkste dingen die u moet weten om het meeste uit de mogelijkheden ervan te halen.

Waarom 3D printen in titanium?

Titanium wordt al gebruikt in een breed scala van sectoren, zoals lucht- en ruimtevaart, automotive en medisch. Elke industrie waar onderdelen licht, sterk en corrosiebestendig moeten zijn, maakt waarschijnlijk gebruik van dit metaal. Het is ook een populaire keuze voor sieraden, vanwege de biocompatibele eigenschappen.

Bovenal stelt 3D-printen in titanium u in staat om gebruik te blijven maken van een veelzijdig, betrouwbaar materiaal, terwijl u geniet van de snelheid en kostenbesparingen die additive manufacturing kan opleveren. Bij het printen van titanium zijn er geen schaalvoordelen als het gaat om het aantal geproduceerde onderdelen of de complexiteit van het betreffende ontwerp. Dit betekent dat het haalbaar wordt om functionele prototypes of eenmalige aangepaste ontwerpen in dit metaal te produceren - iets dat zelden het geval zou zijn met traditionele subtractieve methoden.

Verder is titanium bekend. Het is een gerenommeerd materiaal waarvan de eigenschappen goed worden begrepen in meerdere industrieën. Dit betekent dat u de potentiële voordelen van additive manufacturing-technologie kunt verkennen terwijl u er volledig op kunt vertrouwen dat de afgewerkte onderdelen zich betrouwbaar zullen gedragen en de kwaliteiten zullen vertonen die u gewend bent. Boeing maakt inderdaad al gebruik van deze technologie om mogelijk tot $ 3 miljoen per vliegtuig te besparen.

De technologieën

3D-geprint titanium begint zijn leven in poedervorm, zodat het kan worden gebruikt in processen zoals DMLS, EBM en SLM. Dit betekent dat als u van plan bent regelmatig met titanium te printen, u moet investeren in een poederbedprinter die met metalen materialen kan werken. Voor industriële toepassingen zouden de ProX DMP 320 van 3D Systems of de M280 en M290 3D-printers van EOS beide goede opties zijn.

De materialen

Er zijn twee hoofdtypen titanium die worden gebruikt voor additieve fabricagetoepassingen:

• Grade 5 6Al-4V. Dit is de meest gebruikelijke keuze voor functionele onderdelen in de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie. Het is echter zeer veelzijdig en kan zeer goed omgaan met complexe geometrieën, en kan dus voor een groot aantal andere toepassingen worden gebruikt.
• Grade 23 6Al-4V. Dit is een biocompatibele legering die veel wordt gebruikt in de medische sector om implantaten en prothesen te maken.

Wat u moet weten

Als u van plan bent een onderdeel te printen met titanium, is het belangrijk om vanaf het begin te weten dat er een paar nieuwe elementen zullen zijn die zorgvuldig moeten worden overwogen om de best mogelijke resultaten te krijgen. Overweeg de volgende punten aan het begin van elk project:

• Vergeet niet om ondersteunende structuren in uw ontwerp mee te nemen. Zoals bij elk 3D-afdrukbaar metaal, hebben titaniumonderdelen ondersteuningsstructuren nodig om kromtrekken te voorkomen. Zorg ervoor dat deze toegankelijk zijn zodat ze gemakkelijk kunnen worden verwijderd, en experimenteer met verschillende onderdeeloriëntaties om de behoefte aan ondersteuning te minimaliseren. Uw softwaretools zouden u in dit opzicht moeten kunnen ondersteunen, waardoor dit deel van het proces aanzienlijk wordt gestroomlijnd.
• Als uw onderdeel specifieke mechanische eigenschappen vereist, is het de moeite waard om de verschillende warmtebehandelingen te onderzoeken die tijdens de nabewerking kunnen worden toegepast. Raadpleeg uw materiaalspecificaties, aangezien deze advies moeten geven over welke behandelingen kunnen worden toegepast en welke resultaten u mag verwachten.
• Metaalprinten gebruikt zeer hoge temperaturen om het poeder te smelten, dus vermijd breekbare elementen, aangezien deze gemakkelijk kunnen vervormen tijdens het printen, zelfs met het gebruik van dragers. Gebruik als vuistregel een wanddikte van minimaal 1 mm.
• Bekijk manieren om je overgebleven materialen te recyclen. Ondanks de mogelijke kostenbesparingen die het kan bieden, zijn de grondstoffen die worden gebruikt voor het 3D-printen van titanium nog steeds erg duur, dus probeer materiaalverspilling zoveel mogelijk te minimaliseren, terwijl je ervoor zorgt dat poedercorruptie wordt voorkomen, omdat dit de kwaliteit van toekomstige prints zal beïnvloeden .
• Wees niet verbaasd als uw onderdeel niet de glanzende chromen look heeft die titanium gewoonlijk heeft wanneer het uit het poederbed wordt verwijderd. Dit is gewoon onderdeel van het drukproces. Een beetje polijsten geeft je onderdeel een gladde, glanzende afwerking.

Als u eerder had overwogen om een ​​onderdeel of prototype in titanium te maken, maar het idee heeft verlaten vanwege kosten- of tijdgebrek, biedt 3D-printen de ideale oplossing. Met nieuwe printtechnologie die 3D-geprinte titanium onderdelen toegankelijker dan ooit maakt, verwachten we dat dit snel een standaard onderdeel zal worden van productieworkflows.