Metaal 3D-printen bevrijdt ons van het gebruik van een mal

7 October 2021

 

Metal Injection Molding (MIM) is al een zeer innovatief proces dat twee technologieën combineert. Het is een samensmelting van traditioneel kunststof spuitgieten met poedermetallurgie. Voor het MIM-proces gebruikt Rompa Group een standaard spuitgietmachine die het poeder smelt en in de matrijs spuit. Maar wat als het kan zonder een mal te hoeven maken? Klopt! Vaarwel schimmel, hallo 3D metaalprinten!

Soorten metaal 3D-printen

Het allereerste patent voor 3D-printen op metaal werd in 1990 geregistreerd door een Duits bedrijf. In dit octrooi werd de methode van DMLS uitgelegd. Vanaf dat moment gingen ingenieurs over de hele wereld met deze methode aan de slag en bedachten ook andere manieren van 3D-metaalprinten.

 

Laten we bij het begin beginnen: DMLS staat voor Direct Metal Laser Sintering en is momenteel gecategoriseerd onder Metal Powder Bed Fusion. Andere methoden die onder deze categorie vallen zijn: SLM (Selective Laser Melting) en EBM (Electron Beam Melting). Voor het smelten worden hoge temperaturen gebruikt om de onderdelen te verbinden. Sinteren betekent het combineren van hoge temperatuur en druk om de onderdelen samen te voegen.

 

Dan is er nog de categorie Directe Energiedepositie. De printsystemen die in deze categorie vallen, staan ​​bekend als LENS (Laser Engineered Net Shaping) en DMD (Direct Metal Deposition). Deze methode is vergelijkbaar met lassen, metaaldraad of poeder wordt gebruikt om het onderdeel in vorm te smelten. Dit wordt ook gebruikt om bestaande metalen onderdelen te repareren.

 

Metal Binder Jetting is een geweldige vorm van 3D-printen omdat het niet alleen metalen materialen aankan, maar ook zand en keramiek. Deze machines werken op kamertemperatuur en worden gebruikt voor kleinere productiehoeveelheden.

Hoe werkt metaal 3D printen?

Hoewel er verschillende soorten metalen 3D-printmachines, methoden en processen zijn, lijkt het algehele productieproces erg op elkaar. Hieronder leggen we je op een eenvoudige manier uit hoe metaal 3d printen werkt.

 

Zoals altijd begint het met een innovatief ontwerp. Onze ingenieurs zorgen ervoor dat het ontwerp van het 3D-model wordt geoptimaliseerd, rekening houdend met alle mogelijke overwegingen.

 

Als het ontwerp klaar is beginnen we met het vullen van de productiekamer van de printer met een inert gas, bijvoorbeeld argon. Dit zorgt ervoor dat oxidatie van een bepaald metaalpoeder wordt voorkomen. De kamer wordt dan verwarmd tot de optimale temperatuur.

 

Dan begint het scanproces. De krachtige laserscanner van de 3D-metaalprinter verspreidt een dun laagje metaalpoeder over het bouwplatform. Het model wordt tijdens het hele proces constant gescand, de metaaldeeltjes worden samengesmolten tot het klaar is voor de volgende laag. Dit maakt het object volledig solide. Het proces wordt laag voor laag herhaald totdat het object is voltooid.

 

Wanneer de laatste lagen zijn versmolten, begint de kamer af te koelen tot kamertemperatuur. Overtollig metaalpoeder wordt nu verwijderd en in de meeste gevallen volgt een warmtebehandeling terwijl het onderdeel nog op het bouwplatform staat. De laatste fase is het losmaken van het object van het bouwplatform en nu is het stuk klaar voor eventuele nabewerking, indien nodig.

Vrijheid van ontwerp

3D-metaalprinten geeft ingenieurs meer vrijheid bij het maken van het ontwerp voor een bepaald onderdeel. Tijdens het MIM-proces wordt een matrijs gemaakt en tijdens het productieproces is er niet veel aan optimalisatie te doen als de matrijs eenmaal klaar is. Met 3D-printen kan het ontwerp worden gewijzigd of bijgewerkt. Bovendien hebben ingenieurs tijdens dit ontwerpproces meer vrijheid en kunnen ze complexere vormen ontwerpen, dus wenden ze zich vaak tot 3D-printen wanneer we een verzoek krijgen om gespecialiseerde onderdelen te vervaardigen. Sommige gespecialiseerde onderdelen kunnen bijvoorbeeld zijn voor medische professionals die metalen 3D-geprinte onderdelen voor implantaten gebruiken.

Wanneer kies je voor 3D-printen van metaal?

Er zijn verschillende overwegingen om te beslissen welke technologie het meest geschikt is om een ​​bepaald onderdeel te produceren. Hieronder zetten we een aantal overwegingen op een rij als het gaat om 3D-printen van metaal.

– Metaal 3D-printen is voor complexe ontwerpen. Zoals hierboven vermeld, heb je veel vrijheid in het ontwerp, maar het stelt ingenieurs ook in staat om een ​​complex ontwerp voor een onderdeel te maken.

Prototypes maken is ook ideaal voor metaal AM. Stel dat er maar een paar onderdelen nodig zijn voor prototyping, 3D-printen met metaal maakt het ideaal omdat het ontwerp van het prototype tijdens het proces gemakkelijk kan worden gewijzigd, zonder dat er een mal hoeft te worden gemaakt.

– Bij de productie van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart of de medische industrie zijn in de meeste gevallen lichtgewicht componenten nodig. Deze industrieën hebben vaak sterke maar lichtgewicht componenten nodig. Met behulp van de metaallaser-sintertechnologie is dit geen probleem.

– Metaal 3D-printen is zeer efficiënt, het vermindert afval tijdens het proces. Als we materiaalverspilling willen minimaliseren, is 3D-printen van metaal onze keuze.

– Een overweging is ook de grootte van het stuk. De bouwkamer heeft een maximale deelgrootte, grotere stukken zijn niet geschikt voor onze 3D-printers.

– Het oppervlak van het 3D-geprinte metalen stuk heeft geen glad oppervlak, maar een meer korrelig oppervlak. Door het additief proces zal het oppervlak hoogstwaarschijnlijk textuur hebben. Hoewel er nabewerkingen beschikbaar zijn om het oppervlak af te werken zoals gevraagd, is het nog steeds een overweging om rekening mee te houden.

Wil je weten of de metalen 3D-printer ideaal is voor het maken van jouw onderdeel? Neem gerust contact op met Rompa Group voor meer informatie, onze experts kunnen voor je het beste productieproces vinden. Of dit nu MIM of 3D printen is, voor alles is er altijd een optimale oplossing. Wil je meer weten over ons MIM-proces waarbij gebruik wordt gemaakt van een mal? Lees het hier, bel onze experts of stuur een e-mail! Onze contactgegevens vind je hier.