Binder Jetting Machines: Diepgang Gids Naar Typen, Toepassingen, Voordelen en Beperkingen

Iedereen geïnteresseerd in de voordelen en fantastische resultaten van additieve productie heeft een lange lijst met methoden om uit te kiezen. Een die de moeite waard is om in de mix op te merken is binder jetting, dat de werelden van vloeistoffen en poeders mengt om geprinten producten te maken voor de kunst, luchtvaart, medische en industriële sectoren (en meer).

Voor diegenen die nog niet helemaal vertrouwd zijn met binder jetting, gaan we dieper in op wat het proces inhoudt, de nadelen en voordelen, en voor welke toepassingen het meestal het beste is.

Wat Is Binder Jetting (BJ)?

Binder jetting (of BJ) is een van de vele 3D-printtechnologieën, maar meer specifiek functioneert het door een industriële printkop te gebruiken om een vloeibaar bindmiddel en poeder te combineren en te binden. Het kan zand, metaal, composiet en keramische onderdelen op deze manier printen en is perfect in staat om hoogwaardige builds te creëren. Twee voorbeelden van systemen, machines en software die er zijn, zijn ProJet MJP 5600 van 3D Systems en J5 MediJet van Stratasys.

Hoe Werkt Binder Jetting (BJ)?

Laten we een beetje dieper ingaan op hoe binder jetting werkt. De stappen voor het printen van een onderdeel met binder jetting zijn:

1. Eerst maak je een CAD-bestand van je ontwerp. Dit wordt dan gesliced en stuurt instructies naar de binder jetting printer in de juiste volgorde.
2. Dan zal een roller het bouwplatform bedekken met een even, dunne laag poeder.
3. Vervolgens beweegt de printkop rond, waarbij het vloeibare bindmiddel op specifieke gebieden van het poeder wordt toegepast op basis van het gesliceerde bestand van het object.
4. Het bouwplatform wordt dan verlaagd met de dikte van één laag.
5. Een nieuwe laag poeder wordt door de roller verspreid en dezelfde stappen gebeuren weer, met het bindmiddel dat op specifieke delen van het poeder wordt gedropt. Dit gebeurt laag voor laag tot je je afgeronde product hebt.
6. Eenmaal klaar, blijft ongebruikt poeder over en wordt het van het bouwplatform afgemaakt.

Wat Zijn De Voordelen Van Binder Jetting 3D-printen?

Hier zijn enkele van de voordelen van het gebruik van binder jetting printen ten opzichte van andere methoden:

• In staat om builds te creëren met nauwkeurige afmetingen
• Werkt bij kamertemperatuur (wat helpt om vervorming en residuele spanningen te verminderen)
• Je kunt zowel grote als kleine builds maken met BJ
• Het is veel sneller in vergelijking met andere 3D-printtechnieken
• Het is goedkoper en energie-efficiënter dan lasermodellen
• Materialen zoals keramische en metalen poeders zijn goedkoper
• Het ongebonden poeder fungeert als natuurlijke ondersteuning en geeft meer flexibiliteit en minder afval
• Ongebruikt poeder kan hergebruikt worden voor toekomstige printjobs

Wat Zijn De Nadelen Van Binder Jetting 3D-printen?

Hoewel het een fatsoenlijke lijst met voordelen heeft, zijn er ook enkele nadelen om je bewust te zijn van met binder jetting:

• Metaal builds gemaakt met binder jetting kunnen hogere porositeit en lagere mechanische eigenschappen hebben
• Het is niet altijd een optie voor structurele onderdelen
• In hun "groene" staat kunnen onderdelen broos zijn
• Na-verwerking is bijna altijd vereist, wat de tijdlijn verlengt
• Binder jetting is doorgaans lagere resolutie dan andere 3D-printmethoden

Wat Is Het Proces Van Binder Jetting (BJ)?

De stappen voor het printen van een onderdeel met binder jetting zijn als volgt:

1. Maak en slice een CAD-bestand van het onderdeel. Dit bestand wordt dan gebruikt om instructies naar de printer te sturen in de juiste volgorde voor het onderdeel te printen.
2. Het bouwplatform wordt bedekt met een dunne laag poedermateriaal, wat gelijkmatig verdeeld wordt met een roller.
3. De printkop past het bindmiddel selectief toe op het poeder waar het nodig is, gebaseerd op het gesliceerde bestand van het object.
4. Het bouwplatform wordt dan verlaagd met de dikte van één laag.
5. Een nieuwe laag poeder wordt over de vorige laag verspreid. De poederdeeltjes worden dan samen gebonden door het vloeibare bindmiddel, het object vormend. Dit proces wordt herhaald laag voor laag tot het hele object is gecreëerd.
6. Ongebonden poeder blijft op zijn plek rond het object. Dit wordt in de na-verwerkingsstappen verwijderd.

Wat Zijn De Typen Binder Jetting (BJ)?

Het type binder jetting machine dat je zult gebruiken hangt af van welk bindmiddel en poeder worden gebruikt. Enkele veelvoorkomende typen bindmiddelen die in binder jetting gebruikt worden zijn:

Polymeer Bindmiddelen

Polymeer bindmiddelen worden meestal gepaard met keramische poeders en kunnen met warmtebehandeling worden verwijderd. Ze hebben een lagere viscositeit en passen redelijk gemakkelijk door BJ-printen.

Water-gebaseerde Bindmiddelen

Je vindt deze bindmiddelen werken in tandem met zand of andere minerale poeders. Ze zijn milieuvriendelijker en kunnen gemakkelijk verwijderd worden door drogen of sinteren.

Oplosmiddel-gebaseerde Bindmiddelen

Oplosmiddel-gebaseerde bindmiddelen werken het best met metaal- en keramische poeders, en ze kunnen verwijderd worden door een proces met de passende naam oplosmiddel-debinding. Ze hebben een hoge vaste stofinhoud en zijn een fluitje van een cent om op het bed aan te brengen.

Furan Bindmiddel

Furan bindmiddelen worden gecreëerd met furfuryalcohol en worden vaak gebruikt met zandpoeders om gietmallen en kernen te maken, vooral voor complexere ontwerpen. Ze hebben goede mechanische sterkte en thermische stabiliteit en kunnen uitgehard worden door warmte of zuurkatalysatoren. Je kunt de malen vrij gemakkelijk van het gietwerk strippen.

Silicaat Bindmiddel

Gemaakt van natriumsilicaat of kaliumsilicaat, zijn deze bindmiddelen een andere optie voor gietwerk en werken goed met zandpoeders (en zijn geweldig voor ferrometalen zodra de mal is gemaakt). Ze hebben goede refractaire eigenschappen en hebben geen probleem met hoge temperaturen. Ze worden uitgehard door drogen of door een zuurkatalysator toe te voegen.

Fenol Bindmiddel

Een andere optie voor gietdoeleinden is fenolbindmiddelen (gemaakt van fenolformaldehydharsen). Ze hebben goede mechanische sterkte en dimensionale stabiliteit en kunnen uitgehard worden door warmte. Ze zijn fantastisch als je hoge sterkte, hoge temperatuur producten nodig hebt.

UV Bindmiddel

Je hebt toegang tot UV-licht nodig voor dit type bindmiddel en ze werken niet met veel materialen (fotopolymerharsen zijn het beste), maar ze produceren wel hoge resolutie en complexe onderdelen.

Wat Voor Materialen Kunnen Gebruikt Worden Voor Binder Jetting (BJ)?

Er zijn veel materialen die je kunt gebruiken voor binder jetting. Hier is een overzicht van de hoofdtypen:

• Metalen: Roestvrij staal, titaan, aluminium en koper, die onderdelen creëren met hoge sterkte en duurzaamheid.
• Keramiek: Tegels, sanitaire artikelen en isolatoren, met materialen zoals alumina, zirconia en siliciumcarbide.
• Zand: Gemengd met een bindmiddel (zoals furan, silicaat of fenol) om malen en kernen voor gietwerk te maken.
• Kunststoffen: Poeders zoals polyamide, polypropyleen en polycarbonaat om consumentengoederen of onderdelen voor de auto- en medische industrie te maken.
• Composieten: Koolstofvezel en glasvezel gemengd met een polymeerbindmiddel.

Raadpleeg onze volledige gids over 3D-printmaterialen voor meer informatie.

Wat Zijn Voorbeelden Van Binder Jetting 3D-printen?

Hieronder zijn enkele voorbeelden van binder jetting 3D-printsysteem:

1. ProJet MJP 5600 van 3D Systems.
2. J5 MediJet van Stratasys.

Wat Zijn De Toepassingen Van Binder Jetting?

Er zijn zoveel toepassingen voor dit soort 3D-printen, en deze samengevatte lijst dekt slechts een klein deel ervan:

• Prototypes
• Luchtvaartcomponenten
• Gietpatronen
• Sieraden
• Volkleur decoratieve objecten
• Kernen en malen
• Tooling

Veelgestelde Vragen Over Binder Jetting

Hoeveel Kost Binder Jetting?

Typisch kosten binder jetting machines meer dan $100.000. Voor zakelijke eigenaren en fabrikanten is dit vaak best economisch aangezien deze printers niet zoveel stroom verbruiken en goedkopere materialen gebruiken.

Is Binder Jetting Een Snel 3D-printproces?

Ja, in feite wordt binder jetting vaak beschouwd als de snelste 3D-printtechnologie. Het kan hoge volumes in een kortere periode produceren zonder in te boeten op precisie.

Heeft Binder Jetting 3D-printen Ondersteuning Nodig?

Nee, binder jetting heeft typisch geen enkele additionele ondersteuningsstructuren nodig omdat het poeder dat op het printbed gerold wordt dit al biedt. Dit betekent dat meerdere onderdelen tegelijk op hetzelfde poederbed geprint kunnen worden, wat ideaal is voor laag-tot-middel batchproductie.

Werkt Binder Jetting Alleen Met Metalen?

Nee, binder jetting werkt met veel meer materialen dan alleen metalen. Je kunt ook printen met zand, keramiek en sommige polymeren.

Kat de Naoum

Kat de Naoum is een schrijver, auteur, editor en content specialist uit het VK met 20+ jaar schrijfervaring. Kat heeft ervaring met schrijven voor diverse productie- en technische organisaties en houdt van de wereld van de techniek. Naast schrijven was Kat bijna 10 jaar paralegal, waarvan zeven in scheepsfinanciering. Ze heeft geschreven voor veel publicaties, zowel print als online. Kat heeft een BA in Engelse literatuur en filosofie, en een MA in creatief schrijven van Kingston University.

Lees meer artikelen van Kat de Naoum