Højpræcisions 3D-printning med metalpulver - Fremstilling og bearbejdning understøttet af vakuum

Højpræcisions 3D-printning med metalpulver - Fremstilling og bearbejdning understøttet af vakuum

Industriel 3D-print bliver mere og mere vigtigt. Metalpulver bruges også i stigende grad i additiv fremstilling, som det fagteknisk hedder. Vakuumpumper fra Busch er nødvendige i forskellige procestrin i disse fremstillings- og bearbejdningsprocesser.
3D-printing-metal-1.jpg

Vakuum skaber et miljø med materiel renhed

Metalpulver fremstilles ofte ved brug af VIGA-processen (induktionssmeltning under vakuum med forstøvning af inertgas). Startmetallet smeltes i en induktionssmelteovn med vakuum. Vakuummet sikrer afgasningen af smeltemassen og dermed dannelsen af metal med få inklusioner og høj renhed. Busch tilbyder diverse vakuumteknologier til evakuering af ovnene.

Det smeltede materiale presses derefter gennem en dyse med en inertgas, f.eks. argon, under højt tryk. I denne proces dannes fine, kugleformede dråber, som bliver til pulverpartikler, når de køler ned. Deres kugleform garanterer pulverets fluiditet og gør yderligere bearbejdning lettere.

Nøjagtighed ved pulverbedfusion

Der findes nu en lang række metoder, som metaller kan bruges på i 3D-print. Pulverbedfusion giver mulighed for den højeste nøjagtighed. I denne proces fremstilles komponenterne lag for lag i en form for metalpulverseng. En beholder med en sænkbar bund, hvor der påføres et metalpulverlag med en tykkelse, der måles i µm.

En computerstyret laser eller elektronstråle opvarmer det finkornede materiale. Den fokuserede smeltning af pulverpartiklerne producerer komponenten, der er specificeret af CAD-modeller. Faste strukturer dannes af det løse pulver. Når et lag er færdigt, sænkes bunden. Der påføres nyt pulver ovenpå det lag, der allerede er der. Således skabes arbejdsemnet lag for lag. Takket være laser og elektronstrålens store nøjagtighed er efterbearbejdning ikke længere nødvendig.

Antikollision – for stabilitetens skyld

Elektronstrålen består af partikler, der bevæger sig meget hurtigt, og som styres hurtigt og præcist gennem magnetiske felter. Vakuum sikrer, at de ikke kolliderer med andre partikler på deres vej fra strålekilden til arbejdsemnet. Det kan også bruges til stabilisering af det arbejdsemne, der bearbejdes. Pulverpartiklerne holdes fast ved hjælp af sug fra undersiden. Dette forhindrer komponenten i at flytte sig under påføringen af de nye pulverlag. Busch tilbyder vakuumpumper, der er optimale til pulverbedfusion processen.

Ved pulversprøjtning sprayes metalpulveret gennem en dyse ind i en laserstråle. Det smeltes af laseren og lægger sig som et lag på et underlag. Denne proces anvendes normalt sammen med et vippebord. Komponenten får sin form ved at dreje og vippe underlaget under den fastgjorte dyse.

I wire-LMD (arc process) føres en tråd ind i laserstrålen i stedet for et pulver. Tråd er billigere end metalpulver, men processen er mindre nøjagtig.

Arc Process (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) er i bund og grund en normal svejseproces. Svejsesømmen er computerstyret og bygges kontinuerligt op til den ønskede form. I denne proces kan der endda fremstilles store objekter relativt billigt og hurtigt. Arbejdsemnets målnøjagtighed er dog relativt lav, og for at opnå en præcis overfladefinish vil en omarbejdning under alle omstændigheder være nødvendig.


Tilmeld dig nyhedsbrevet "World of Vacuum"!
Tilmeld dig nu og hold dig selv opdateret med de seneste fascinerende nyheder fra vakuumverdenen.

TILMELD