Metal 3D-printtechnologieën vergelijken

Bij het overwegen van 3D-printen met metaal, kan het begrijpen van de verschillende technologieën die op de markt beschikbaar zijn, organisaties helpen bepalen welke soorten printers het beste voldoen aan hun specifieke productiebehoeften.

Terwijl 3D-printtechnologieën voor metaal gebruik maken van op poeder gebaseerde media en een gebeurtenis met hoge energie, transformeert elk van deze processen poeder op een volledig unieke manier in vaste metalen onderdelen.

Lees deze blogpost om meer te weten te komen over de drie toonaangevende soorten 3D-metaalprintertechnologieën:metalen FFF (Fused Filament Fabrication), poederbedfusie en binderjetting. Dit bericht behandelt hoe elk type metalen 3D-printer werkt, hun unieke onderscheidende kenmerken en overwegingen, huidige vooruitzichten en langetermijnvisies.

VS Casestudy leger

Lees ons nieuwste klantsuccesverhaal over een belangrijke trainingsbasis voor het Amerikaanse leger.

Metal Fused Filament Fabrication (gebonden poederextrusie)

Metal FFF is de meest toegankelijke en veilige additieve fabricagetechnologie voor metaal die momenteel op de markt is.

Hoe Metal FFF werkt

Dit proces maakt gebruik van gebonden poedergrondstoffen gemaakt van metalen spuitgietmedia (metaalpoeder samengebonden in wasachtige polymeren). Het maakt gebruik van een ontbindsysteem en een sinteroven.

Metal FFF is een proces in drie stappen. Het maakt gebruik van gebonden poeder en sinteren , een hoogenergetisch proces dat 3D-geprinte onderdelen met behulp van een metaalpoedermedium volledig omzet in een massief metaal:

Differentiators

Betaalbaarheid. Het bezit van een metalen FFF-printer is een aanzienlijk lagere investering om te bezitten en te gebruiken dan andere metaalprinters.

Veiligheid. Metalen 3D-printerfilament bestaande uit gebonden poeder is relatief veilig in gebruik en machines kunnen effectief worden gebruikt met minimale training en PBM.
Hoge eerste deelopbrengst. Dit wordt bereikt door een bulksinterproces te gebruiken, dat minder interne spanningen introduceert dan selectief sinteren.
Brede beschikbaarheid van materiaal. In de toekomst is er potentieel voor een nog bredere toekomstige staatscompatibiliteit. Metaalsoorten voor industriële 3D-printers kunnen exoten en legeringen bevatten.

Overwegingen

Niet geoptimaliseerd voor vaste onderdelen. Doorgaans printen de machines onderdelen met gesloten celvulling. Hoewel metalen FFF vaste onderdelen kan printen, kan dit ofwel leiden tot langere printtijden of de verscheidenheid aan onderdelen die kunnen worden vervaardigd, beperken.
In de buurt van delen van netvorm. Hoewel onderdelen kunnen worden nabewerkt om indien nodig krappe toleranties te bereiken, drukt het metalen FFF-proces meestal in de buurt van onderdelen met een netvorm.

Huidige Outlook

Metal FFF wordt snel volwassen en machines worden steeds capabeler en betrouwbaarder. Nieuwe functies breiden de applicatiebasis voortdurend uit. Veel industrieën maken gebruik van geavanceerde toepassingen met metalen FFF.

Lange termijn weergave

Naarmate metaal-FFF blijft rijpen, zullen meer materialen en mogelijkheden de toepassingen blijven diversifiëren waarvoor de technologie kan worden gebruikt. Metalen FFF-printers zullen een vaste waarde worden in productiefaciliteiten vanwege hun betaalbaarheid, toegankelijkheid en veelzijdigheid bij het 3D-printen van metalen onderdelen met complexe ontwerpen.

Kruitbed Fusion

Hoe Powder Bed Fusion werkt

Een laser die op een portaal is gemonteerd, volgt het pad van een bepaalde laag en smelt het metaalpoeder precies samen.

1. Een poederverdeelsysteem duwt een nieuwe laag losse poeder over het vormdeel.

2. De laser smelt de volgende laag samen en het proces herhaalt zich.

3. Na het printen worden de onderdelen ontpoederd en indien nodig nabewerkt.

Differentiators

Kan speciale onderdelen printen. Dit omvat ultracomplexe geometrieën, grote onderdelen en grote volledig dichte onderdelen.
Volwassen technologie. Als gevolg hiervan is er een grote materiaalkeuze en bieden verschillende spelers in de industrie een brede selectie machines aan.

Overwegingen

Prijs. Poederbedfusie blijft duur, en de prijskaartjes van metalen 3D-printers voor deze technologie zijn meestal meer dan $ 500K om te verwerven en te installeren.
Operaties. Vereist een bekwame operator om te werken, aanzienlijke geïsoleerde ruimte op een productievloer en dure persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) en aanpassingen aan faciliteiten. Deze verhogen de metalen 3D-printkosten.
Inbellen op verfijnde onderdelen. Complexe 3D-geprinte metalen onderdelen vereisen veel iteraties om een succesvolle en nauwkeurige afdruk te krijgen. Het proces levert interne spanningen op, die kunnen leiden tot scheuren en vervorming. Onderdelen van hoge kwaliteit kunnen echter worden afgedrukt zodra de afdruk- en ontwerpparameters zijn ingevoerd.

Huidige Outlook

Poederbedfusie blijft de marktleider in de metaal 3D-printindustrie. Er is een klein aantal toonaangevende spelers in de sector met geavanceerde mogelijkheden, en een klasse van nieuwkomers die proberen een specifieke niche te vervullen of een meer kostenconcurrerende oplossing aan te bieden. Industrieën die bekend staan om hun ultragespecialiseerde, hoogwaardige toepassingen, hebben het voortouw genomen bij het adopteren van poederbedfusie - inclusief ruimtevaart, automobiel en medisch.

Lange termijn weergave

Verwacht wordt dat een bredere acceptatie zal leiden tot nog meer innovatieve toepassingen van poederbedfusietechnologie. Naarmate meer industrieën deze 3D-metaalprinttechnologie gaan gebruiken, zullen er meer verschillende toepassingen ontstaan. Meer concurrentie zal helpen om meer toegankelijke machines te besturen.

Binder Jetting

Binder jetting maakt gebruik van gespecialiseerde vloeibare polymeerbindmiddelen om onderdelen te vormen door los metaal aan elkaar te hechten. Dit proces zorgt voor licht gebonden onderdelen die in batches kunnen worden gesinterd. Binder jetting, een opkomende technologie, heeft een groot potentieel en is een zich ontwikkelende technologie om in de gaten te houden.

Hoe het werkt

Binder jetting maakt gebruik van een proces in twee stappen, met los poeder en sinteren na het printen:

Tijdens dit 3D-metaalprintproces deponeert een inkjet-achtige printkop precies een gespecialiseerd bindmiddel op een bedje van metaalpoeder. Nadat elke laag is geprint, deponeert de machine meer poeder op de bovenkant op dezelfde manier als poederbedfusie, waarbij het print- en verspreidingsproces wordt herhaald totdat de onderdelen zijn gebouwd.
De fragiele onderdelen worden eerst zorgvuldig ontpoederd en vervolgens gesinterd, waarbij het bindmiddel wordt weggebrand en samengesmolten tot volledig metalen onderdelen.

Differentiators

Hoge afdruksnelheden. Het afdrukproces is extreem snel en kan veel onderdelen tegelijk fabriceren.
Precisie. Precieze inkjetkoppen lenen zich uitstekend voor het maken van complexe onderdelen en ingewikkelde functies.

Overwegingen

Veiligheid en bediening. Het gebruik van los poeder brengt veiligheids- en hanteringsproblemen met zich mee.
Prijs. Minimale aanschafkosten zijn minimaal $ 300K. Prijzen kunnen oplopen tot $ 2 miljoen.
Gedeeltelijke porositeit. Het is niet bewezen dat dit proces op grote schaal betrouwbare en herhaalbare mechanische eigenschappen heeft.
Onderdeelgrootte en ontwerpbeperkingen. Er is nog veel onbekend over de grootte en complexiteit van onderdelen die binder jetting machines effectief kunnen produceren.
Duurzaamheid van groene delen. Na het printen is de 3D-geprinte metaalsterkte erg laag, wat mogelijk van invloed kan zijn op de doorvoer en onderdeelbeperkingen.
Herhaalbaarheid. Of je metalen onderdelen nauwkeurig en herhaaldelijk kunt 3D printen met deze technologie is een onbeantwoorde vraag.

Huidige vooruitzichten

Binder jetting is nog steeds een technologie in ontwikkeling, met slechts een paar fabrikanten in de ruimte. Terwijl grote spelers in de technologie investeren, zijn er niet veel echte gebruikers.

Lange termijn weergave

Sommige industrie-analisten voorspellen dat binder jetting de toekomst van massaproductie zou kunnen zijn bij het 3D-printen van functionele onderdelen in metaal. Deze prognoses zijn echter afhankelijk van de vraag of fabrikanten antwoorden vinden op de belangrijkste technische vragen waarmee het proces wordt geconfronteerd.

Download onze gratis handleidingen voor 3D-printen op metaal

Grondbeginselen van 3D-printen van metaal
Duik diep in Metal FFF Printing
Metaal 3D-afdruktoepassingen

Hoe het Metal FFF 3D-printproces werkt Inzicht in 3D-printen van metaal:poedermedia, gebeurtenissen met veel energie

3d printen

Productieproces

3d printen

Automatisering Besturingssysteem

Industriële technologie