Betaalbare Metaaldelen Maken met 3D-printen en Gieten

Leer hoe gietbare FDM-prints gebruikt kunnen worden om kosteneffectieve metaaldelen te produceren via lost-wax casting (cire perdue).

3D-printen gebruiken om metaaldelen te produceren

DMLS

DMLS is een powder bed fusion-technologie die gebruikt wordt om metaaldelen te produceren met een hoog niveau van dimensionele nauwkeurigheid. De additieve aard van 3D-printen betekent dat zeer complexe ontwerpen gecreëerd kunnen worden. De ontwerpvrijheid die DMLS biedt heeft ertoe geleid dat het door veel industrieën (automotive en luchtvaart) is aangenomen waar gewichtsoptimalisatie en prestaties kritiek zijn (de kosten van het exploiteren van een commercieel vliegtuig zijn ruwweg €1000/kg, wat betekent dat elke gewichtsbesparing resulteert in significante operationele kostenbesparingen). Dit heeft deze industrieën ertoe gebracht de hoge per-deel-kosten van DMLS te rechtvaardigen op basis van de kostenbesparingen door het produceren van complexere, lichtere delen. Het is altijd raadzaam om de kosten van het gebruik van een 3D-printdienstverlener te vergelijken met het kopen van uw eigen metaal 3D-printer.

DMLS kan delen produceren uit een groot scala aan metalen, waaronder aluminium en roestvrij staal, alsook exotische biocompatibele materialen die in tandheelkunde en medische industrieën worden gebruikt zoals titanium. De belangrijkste beperkingen van DMLS zijn de hoge kosten, kleine bouwgrootte en lange levertijden vergeleken met andere 3D-printtechnologieën. Delen vereisen ook supportmateriaal om de kans op vervorming en vervorming te beperken, wat na het printen ook verwijderd moet worden, wat levertijd en kosten verder verhoogt.

Een groot aantal metaalkroon- en brugkappen geprint in een enkele print (afbeelding met dank aan Renishaw)

Lost-wax casting (Cire perdue)

Het lost-wax casting-proces gebruikt traditioneel waspatronen om malletjes voor gieten te produceren, omdat het een heel schone uitbranding heeft zonder residuen. De onderstaande afbeelding presenteert het proces.

Voor low-run lost-wax casting worden patronen traditioneel uit een wasblok gefreesd via CNC. Alternatief, voor grotere series, wordt een mal gefreesd en de patronen gecreëerd door het gieten van was met behulp van de mal. Tooling is een zeer dure investering met productie van de malletjes die vaak lang duurt (2 - 6 weken).

3D-printen wordt nu regelmatig gebruikt in combinatie met een scala aan lost-wax casting-toepassingen om patronen te produceren uit gietbare materialen. Gietbare 3D-prints zijn gangbaar in de tandheelkunde- en sieradenindustrie en worden doorgaans geproduceerd via het SLA / DLP-printproces. Dit is een vat-fotopolymerisatietechnologie die in staat is om delen te produceren met een heel glad oppervlak en extremijne details. De belangrijkste beperking rond SLA is de printer-bouwvolume-grootte, of de hoge kosten voor grotere patronen. Voor grotere metaaldelen biedt gietbaar FDM een kosteneffectieve, snelle oplossing.

Kleine, ingewikkelde ontwerpen zijn perfect voor SLA lost-wax casting. De bovenstaande afbeelding toont een gietbaar patroon (links) geprint via het SLA-proces en de eindgegoten ring (rechts) (afbeelding met dank aan Formlabs)

Voor grotere metaaldelen biedt gietbaar FDM een kosteneffectieve, snelle oplossing.